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(18分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻

网友投稿  2022-09-11 00:00:00  零零社区

◎ 题目

(18分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l="1" m,m="1" kg,R="0.3" Ω,r="0.2" Ω,s="1" m)

(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动.
(2)求磁感应强度B的大小.
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0 x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移v-x变化所对应的各种可能的图线.

◎ 答案

(1)金属棒做匀加速度运动;(2)0.5T;(3)1s;(4)图像见解析;

◎ 解析


试题分析:(1)金属棒做匀加速度运动,R两端的电压,U随时间均匀增大,即v随时间均匀增大,故加速度为恒量。(2),将F=0.5v+0.4代入可得:,因为加速度为衡量,与v无关,m="1kg" ,所以,解得a=0.4m/s2,代入数据可得:B=0.5T。
(3),x1+x2=s,故,代入数据可得:
0.2t2+0.8t-1=0,解得 t="1s"
(4)速度随时间变化的图像可能是:

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻…”主要考查了你对  【v-t图像】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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