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.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.R=0.4Ω,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒.它与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.从t=0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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（08年惠州市一模）（17分）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，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，R=0.4Ω；ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.从t=0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生直且接触良好，图乙是导体棒的速度――时间图象(其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线的渐近线)，小型电动机在12s末达到额定功率，此后功率保持不变.除R以外，其余部分的电阻均不计，g=10m/s².

（1）求导体棒在0―12s内的加速度大小

（2）电动机的额定功率是多大？

（3）若已知0~12s内电阻R上产生的热量为12.5J，则此过程中牵引力做的功为多少？

解析：

(1) 由图中可得：12s末的速度为v₁=9m/s，t₁=12s

导体棒在0~12s内的加速度大小为m/s²(3分)

（2）当导体棒达到收尾速度后，有P_额=F?v_m (2分)

棒受力平衡，有 (2分)

此时 (2分)

代入后得 (2分)

=0.45W

故P_额=0.45×10=4.5W (2分)

(3)在0~12s内F是变力据动能定理W_F－W_f－W_安=△E_k (2分)

(3分)

代入得

=27.35J (2分)

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