题目内容
如图甲所示，空间存在竖直向下的磁感应强度为0.6 T的匀强磁场，MN、PQ是相互平行的、处于同一水平面内的长直导轨（电阻不计），导轨间距为0.2 m，连在导轨一端的电阻为R。导体棒ab的电阻为0.1 Ω，质量为0.3 kg，跨接在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为0.1。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的速度-时间图像，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图像的渐近线，小型电动机在10 s末达到额定功率，此后功率保持不变。(g取10 m/s2)求：
(1)在0～18 s内导体棒获得加速度的最大值；
(2)电阻R的阻值和小型电动机的额定功率；
(3)若已知0～10 s内R上产生的热量为3.1 J，则此过程中牵引力做的功为多少。
(1)在0～18 s内导体棒获得加速度的最大值；
(2)电阻R的阻值和小型电动机的额定功率；
(3)若已知0～10 s内R上产生的热量为3.1 J，则此过程中牵引力做的功为多少。
解：(1)由图像可得10 s末的速度为v1=4 m/s，t1=10 s
导体棒在0～10 s内的加速度为最大值
(2)设小型电动机的额定功率为Pm
在A点：E1=BLv1，
由牛顿第二定律得F1-μmg-BI1L=ma1
又Pm=F1v1
当棒达到最大速度vm=5 m/s时，Em=BLvm，
此时金属棒的平衡F2-μmg-BImL=0
又Pm=F2vm
联立解得Pm=2W，R=0.62Ω
(3)在0~10 s内t1=10 s
通过的位移
由能量守恒得，此过程中牵引力做的功
代入数据解得WF=12 J
导体棒在0～10 s内的加速度为最大值
(2)设小型电动机的额定功率为Pm
在A点：E1=BLv1，
由牛顿第二定律得F1-μmg-BI1L=ma1
又Pm=F1v1
当棒达到最大速度vm=5 m/s时，Em=BLvm，
此时金属棒的平衡F2-μmg-BImL=0
又Pm=F2vm
联立解得Pm=2W，R=0.62Ω
(3)在0~10 s内t1=10 s
通过的位移
由能量守恒得，此过程中牵引力做的功
代入数据解得WF=12 J
练习册系列答案
相关题目
（2006?泰州模拟）如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B．边长为l的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U形金属框架MNPQ（下简称U形框），U形框与方框之间接触良好且无摩擦．两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r．
如图甲所示，空间存在着以x=0平面为理想分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感应强度分别为B1和B2，且B1：B2=4：3．方向如图，现在原点O处有一静止的中性粒子，突然分裂成两个带电粒子a和b，已知a带正电荷，分裂时初速度方向沿x轴正方向．若a粒子在第4次经过y轴时，恰与b粒子相遇．（1）在图乙中，画出a粒子的运动轨迹及用字母c标出a、b两粒子相遇的位置
如图甲所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨，它们处于同一水平面内，其间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒，从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做直线运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的速度一时间图象，其中OA段是直线，AC段是曲线，DE是曲线图象的渐近线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后功率保持不变．导体棒和导轨的电阻均不计，g取10m/s2．