题目内容

如下图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向没有变化,与横坐标x的关系如下图2所示,图线是双曲线(坐标轴是渐进线);顶角θ=45°的光滑金属长导轨 MON固定在水平面内,ON与x轴重合,一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。已知t=0时,导体棒位于顶角O处;导体棒的质量为m=2kg;OM、ON接触处O点的接触电阻为R=0.5Ω,其余电阻不计;回路电动势E与时间t的关系如图3所示,图线是过原点的直线。求:

(1)t=2s时流过导体棒的电流强度I2的大小;
(2)1~2s时间内回路中流过的电量q的大小;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F(单位:N)与横坐标x(单位:m)的关系式。

(1)8A    (2) 6C    (3)

解析试题分析:(1)根据E—t图像中的图线是过原点的直线特点
有:      得:   (2分)
(2)可判断I—t图像中的图线也是过原点的直线   (1分)
有:t=1s时     可有:  (2分)
得:   (1分)
(3)因θ=45°,可知任意t时刻回路中导体棒有效切割长度L=x  (2分)
再根据B—x图像中的图线是双曲线特点:Bx=1
有:且   (2分)
可得:,所以导体棒的运动是匀加速直线运动,加速度  (2分)
又有:且也与时间成正比   (2分)
再有:  (2分)
   (2分)
得:  (2分)
考点:本题考查电磁感应、图像、力与运动等知识,意在考查学生读图、试图的能力,利用图像和数学知识解决问题的能力。

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