Question

【题目】如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L＝0.2m，一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B＝0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：

（1）判断金属棒做什么运动，以及求出金属棒在t=5s时的加速度

（2）t＝10s时安培力的大小，拉力的大小及电路的发热功率

（3）在0～10s内，通过电阻R上的电量

Answer 1

【答案】（1）0.4m/s2；（2）0.16W；（3）2C

【解析】（1）由v-t图象可知：金属棒做匀加速直线运动 ①

（2）由牛顿第二定律: F-F安=ma ②

F安=BIL=0.04N ③

E=BLv ④

=0.4A ⑤

v=at（或由图可知，t=10s时，v=4m/s） ⑥

联立以上各式，代入数据得： ＝0.24N ⑦

⑧

（3） ⑨

⑩

⑾

⑿

联立以上各式，代入数据得: ⒀