题目内容
如图所示,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,导轨上静止放置一质量为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, 磁场方向坚直向下, 现用一个外力F沿水平方向拉杆, 使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末理想电压表的读数为0.2V.求
(1) 5s末时电阻R上消耗的电功率
(2) 金属杆在5s末的运动速度
(3) 5s末时外力F的功率
(1) 5s末电路的电流
所以5s末电阻R上的电功率P=I2R=0.1W
(2) 5s末电源的电动势E通过电压表计数(路端电压)应用闭合电路欧姆定律有
又E=BLv 由此可得5s末金属杆的速度
(3) 因为杆做匀加速运动,其加速度a=v/t=0.5m/s2 , 5s末安培力F安=BIL=0.05N.
由牛顿第二定律有F-F安=ma 可解5s末时外力F的大小F=0.1N,
所以5s末时外力F的功率P=Fv=0.25W
练习册系列答案
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