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如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L=1m，定值电阻R1=4Ω，R2=2Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整
网友投稿 2022-12-16 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L=1m，定值电阻R
1
=4Ω，R
2
=2Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动．图乙所示为通过R
1
中的电流平方随时间变化的I
1
2
-t图线，求：
（1）5s末金属杆的动能；
（2）5s末安培力的功率
（3）5s内拉力F做的功．
◎ 答案
（1）根据切割产生的电动势等于 R
1
两端的电压得，E=BLv=I
1
R
1
，
v=
I
1
R
1
BL
=
0.2
×4
0.8×1
m/s=5
0.2
m/s，
则动能E
k
=
1
2
mv
2
=2.5J；
（2）通过金属杆的电流I=3I
1
=3
0.2
A，
金属杆所受的安培力F
A
=BIL=2.4
0.2
N，
则P
A
=F
A
v=2.4W；
（3）根据图线，I
1
2
t即为图线与时间轴包围的面积，所以W
A
=3I
1
2
R
1
t=3×
1
2
×5×0.2×4=6 J
又根据动能定理得，W
F
-W
A
=E
k
，得W
F
=W
A
+E
k
=8.5 J．
答：（1）5s末金属杆的动能为2.5J．
（2）5s末安培力的功率为2.4W．
（3）5s内拉力F做的功为8.5J．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L=1m，定值电阻R1=4Ω，R2=2Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整…”主要考查了你对 【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 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。
http://www.00-edu.com/html/202212/430249.html
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