题目内容

【题目】如图,两根相距l0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R0.15Ω的电阻相连。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k0.5T/mx0处磁场的磁感应强度B00.5T。一根质量m0.1kg、电阻r0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。棒在外力作用下从x0处以初速度v02m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻上消耗的功率不变。求:

(1)同路中的电流;

(2)金属棒在x2m处的速度;

(3)金属棒从x0运动到x2m过程中安培力做功的大小;

(4)金属棒从x0运动到x2m过程中外力的平均功率。

【答案】(1)2(2) (3)1.6(4)0.71

【解析】试题分析:(1)因为运动过程中电阻上消耗的功率不变,所以回路中电流不变,感应电动势不变

x0处导体棒切割磁感线产生电动势

电流

2x2m

解得

3

F-X图像为一条倾斜的直线,图像围成的面积就是二者的乘积即

x0时,F=04N x2m时,F=12N

4) 从x0运动到x2m,根据动能定理

解得

解得

所以

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