Question

如图（甲）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（乙）所示．

   （1）试分析说明金属杆的运动情况；

   （2）求第2s末外力F 的瞬时功率．

 

Answer 1

（1）电压表示数为U＝IR＝v                                        （1分）

由图像可知，U与t成正比，即v与t成正比，杆做初速为零的匀加速运动。（2分）

（2）因v＝at，所以U＝at＝kt                                   （1分）

由图像得k＝0.4 V/s,即                            （1分）

得                                                          （1分）

两秒末速度                                              （1分）

F—＝ma   得                                       （1分）

                                                           （1分）

解析:略