◎ 题目

如图所示，一对平行光滑轨道水平放置，轨道间距L=0.20m，电阻R=10Ω，有一质量为m=1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a=1m/s2，试求： （1）力F与时间t的关系． （2）F=3N时，电路消耗的电功率P． （3）若外力F的最大值为5N，为求金属棒运动所能达到的最大速度，某同学解法为：先由（1）中的结果求出F=5N时的时间t，然后代入v=at求解．指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果．

◎ 答案

（1）由E=BLv、I= E R 、FA=BIL得，安培力FA= B2L2v R ， 由牛顿第二定律得，F- B2L2v R =ma， 又v=at         得：F=0.1t+1 （N） （2）当F=3N时，t=20s，v=at=20m/s  由F-FA=ma，得   FA=F-ma        电功率P=（F-ma ）v=40W            （3）错误之处：F刚达到最大值时，速度并未达到最大值，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，直到加速度为0时，速度达到最大．        正确解法：由F- B2L2v R =ma=0得：v= FR B2L2 =50m/s 答： （1）力F与时间t的关系是F=0.1t+1 （N）． （2）F=3N时，电路消耗的电功率P为40W． （3）该同学解法的错误之处：F刚达到最大值时，速度并未达到最大值，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，直到加速度为0时，速度达到最大．金属棒运动所能达到的最大速度为50m/s．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，一对平行光滑轨道水平放置，轨道间距L=0.20m，电阻R=10Ω，有一质量为m=1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂…”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】  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。