Question

（10分）如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角，两导轨的间距l=0.50m，一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上，与轨道垂直，电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻，对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，使之由静止开始沿斜面向上运动，运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计，g取10m/s²，求：   

（1）4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小；
（2）4.0s末力F的瞬时功率。

Answer 1

（1）2m/s     （2）1.9W

解析试题分析：（1）由图乙可得：   （1）
根据     (2)
     （3）
联立（1）-（3）得：   (4)
（2）由和感应电流与时间的线性关系可知，金属棒做初速度为0的匀加速运动，
由运动规律：        （5）
得：金属棒加速度              （6）
对金属棒受力分析，并由牛顿运动定律：
         （7）
其中：        （8）
        (9)
联立(1)(6)(7)(8)(9)得:
考点：电磁感应定律,闭合回路欧姆定律,牛顿运动定律