10.(2010·龙岩模拟)如右图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40 Ω的电阻,质量为m=0.01 kg、电阻为r=0.30 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,试求:
![]()
|
时间t(s) |
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
|
下滑距离s(m) |
0 |
0.1 |
0.3 |
0.7 |
1.4 |
2.1 |
2.8 |
3.5 |
(1)当t=0.7 s时,重力对金属棒ab做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7 s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4 s的时间内,通过金属棒ab的电量.
答案:(1)0.7 W (2)0.06 J (3)0.2 C
解析:(1)由表格中数据可知:金属棒先做加速度减小的加速运动,最后以7 m/s匀速下落
PG=mgv=0.01×10×7 W=0.7 W
(2)根据动能定理:WG+W安=mvt2-mv02
W安=mvt2-mv02-mgh=×0.01×72-0.01×10×3.5 J=-0.105 J
QR=E电=×0.105 J=0.06 J
(3)当金属棒匀速下落时,G=F安
所以mg=BIL=
解得:BL==0.1,电量q=It===0.2 C.