如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

魔方格

（1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；
（2）求金属杆运动的加速度；
（3）写出外力F随时间变化的表达式；
（4）求第2.5s末外力F的瞬时功率．

◎ 答案


（1）U=ε?
R
R+r
=
BLvR
R+r
，
U∝v，因U随时间均匀变化，
故v也随时间均匀变化，金属杆做匀加速直线运动．                                     
（2）k=
△U
△t
=
△v
△t
?
BLR
R+r
=a?
BLR
R+r

解得：a=
k(R+r)
BLR
=
0.2×(0.5+0.1)
0.4×0.25×0.5
=2.4（m/s2）   
（3）F=F安+ma=BIL+ma=
B2L2at
R+r
+ma=0.04t+0.24
（4）P=Fv=（0.04t+0.24）at=2.04W  
答：（1）因U随时间均匀变化，故v也随时间均匀变化，金属杆做匀加速直线运动；
（2）则金属杆运动的加速度2.4m/s2；
（3）外力F随时间变化的表达式为F=0.04t+0.24；
（4）则第2.5s末外力F的瞬时功率2.04W．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】，【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】  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。

金属 变化 均匀 停放 知识点
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