题目内容
如图，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.2 m，电阻R＝0.4 Ω，导轨上停放着一质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属杆CD，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向上.现用一在导轨平面内，且垂直于金属杆CD的外力F，沿水平方向拉杆，使之由静止开始做加速度为a＝5 m/s2的匀加速直线运动，试：
（1）证明电压表的示数U随时间t均匀增加；
（2）判断外力F随时间t如何变化；
（3）判断外力F的功率随时间t如何变化，并求出第2 s末时外力F的瞬时功率P.
（1）电压表示数为U＝IR＝
又v＝at，所以U＝
则k＝0.4 V/s
所以U＝0.4t
可见电压表示数随时间均匀变化.
（2）F-
＝ma
得F＝
+ma＝
+ma＝k′t+ma
所以k′＝0.1 N/s，F＝0.1t+0.5（N）
可见外力与时间成线性关系.
（3）P＝Fv＝（k′t+ma）at＝0.5t2+2.5t（W）
可见F的瞬时功率与时间成二次函数关系
第2 s末P＝7 W.
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