题目内容
(08年广州三校联考)(16分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表示数U随时间t变化关系如图乙所示。求:
⑴金属杆在5s末的运动速率。
⑵第4s末时外力F的功率。
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解析:
(1)因为:U=RBLv/(R+r) (3分)
所以:
即:a=0.5m/s2 (3分)
金属棒作0.5m/s2的匀加速直线运动
v5=at5=2.5m/s (2分)
(2) v4=at4=2m/s (1分)
此时:
(2分)
(2分)
对金属棒:
F=0.09N (2分)
故:PF=FV4=0.18W (1分)
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