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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
网友投稿  2023-04-18 00:00:00  互联网

◎ 题目

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．
魔方格

◎ 答案

（1）由题意，5s末时电阻R两端的电压U=0.2V，其功率PR=
U2
R
=
0．22
0.4
=0.1W
（2）5s末电路电流为  I=
U
R
=0.5A
杆产生的感应电动势 E=I（R+r）=0.25V
由E=BLv得
   v=
E
BL
=2.5m/s
（3）5s末时杆所受的安培力为  F安=BIL=0.8×0.5×0.2=0.08N
杆的加速度为 a=
v
t
=
2.5
5
=0.5m/s2
根据牛顿第二定律得
   F-F安=ma，
解得，F=0.13N
则外力F的功率为 P=Fv=0.325W
答：
（1）5s末时电阻R上消耗的电功率是0.1W．
（2）金属杆在5s末的运动速度是2.5m/s．
（3）5s末时外力F的功率是0.325W．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【电功】，【电功率】，【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。



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