题目内容
如图所示，两条金属导轨相距L=1m，水平部分处在竖直向下的匀强磁场B1中，其中MN段平行于PQ段，位于同一水平面内，NN0段与QQ0段平行，位于与水平面成倾角37°的斜面内，且MNN0与PQQ0均在竖直平面内。在水平导轨区域和倾斜导轨区域内分别有垂直于水平面和斜面的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=0.5T；ab和cd是质量均为m=0.2kg、电阻分别为Rab=0.5Ω和Rcd=1.5Ω的两根金属棒，ab置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，cd置于光滑的倾斜导轨上，均与导轨垂直且接触良好。从t=0时刻起，ab棒在水平外力F1作用下由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，cd棒在平行于斜面方向的力F2的作用下保持静止状态。不计导轨的电阻。水平导轨足够长，ab棒始终在水平导轨上运动，已知sin37°=0.6 ,cos37°=0.8 ,g=10m/s2 。求：
（1）t=5s时，cd棒消耗的电功率；
（2）从t=0时刻起，2.0s内通过ab棒的电荷量q；
（3）规定图示F1、F2方向作为力的正方向，分别求出F1、F2随时间t变化的函数关系；
（4）若改变F1和F2的作用规律，使ab棒的运动速度v与位移x满足v=0.4x，cd棒仍然静止在倾斜轨道上，求ab棒从静止开始到x=5m的过程中，F1所做的功。
【答案】（1）9.38W （2）1C （3）
（4）6.025J
【命题立意】本题旨在考查电磁感应、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律
【解析】（1）金属棒ab在5s时的速度
电动势 
此时电流 
(2)t＝0～2.0s时间内金属棒ab运动的位移
t＝0～2.0s时间内穿过闭合回路磁通量的变化量为
t＝0～2.0s时间内通过ab棒的电荷量为
（3）金属棒ab在做匀加速直线运动的过程中，电流和时间的关系为
对金属棒ab由牛顿第二定律有：
得：
（N）对金属棒cd由平衡条件有：
得：（N）
（4）ab棒做变加速直线运动，当x＝5m时，
因为速度与位移成正比，所以电流、安培力也与位移成正比，
（N）
所以，
根据动能定理，得
所以，
【举一反三】电磁感应中怎样计算通过某截面的电量？
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图象，若由图象求出的重力加速度与当地的重力加速度在误差范围内相等，则验证了机械能守恒定律．该同学由图象求出的重力加速度g= 9.7 m/s2（结果保留两位有效数字）．
倍
粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
sinπt（V）