题目内容
【题目】如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨
、
固定在同一水平面上，两导轨间距
，电阻
，导轨上停放一质量
、电阻
的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度
的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力
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
随时间
变化的关系如图（
）所示．
|
|
图（ | 图（ |
（
）试分析说明金属杆的运动情况．
（
）求第
末外力
的瞬时功率．
（
）若在第
秒末撤去外力，从此时开始金属杆还能走多远．
【答案】（
）见解析（
）
（
）
【解析】试题分析：由法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律推导出金属杆两端的电压U与速度v的关系，得到v与t的关系式，即可根据图象（b），分析金属杆的运动情况；推导出安培力，根据牛顿第二定律得到外力F随时间变化的表达式，求解第2s末的速度，根据
计算外力F的瞬时功率．
（
）电压表示数为
由图象可知， 
与
成正比，即
与
成正比，杆做初速为零的匀加速运动．
（
）因
，所以
由图象得
，即
，得
两秒末速度
得
，则
（
）由题可知当
时， 
，则依据法拉第电磁感应定律
故
解得
依据动量定理
而依据欧姆定律
，即安培力
故
，解得
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