◎ 题目

如图，在一水平面内有两根平行的金属导轨Nd、Ke，其电阻不计，导轨上有一根金属棒bc，长L=0.5m，质量m=0.1kg，与导轨接触良好，可在导轨上无摩擦地滑动，bc的电阻R=0.2Ω．竖直向上的匀强磁场磁感应强度B=0.1T，导轨的右端接有电阻R0=0.3Ω，导轨左端足够长． （1）给棒bc外加一个水平向左的拉力，使其从静止开始向左作加速度为a=4m/s2的匀变速直线运动，运动到5s末时，这个拉力为多大？ （2）若把拉力刚作用于静止的bc棒的时刻取为计时的0时刻，拉力大小变化规律为F=（2.5×10-2t+0.5）N，式中t的单位是秒，拉力的方向水平向左，经过一段时间，力F对bc棒做功54J，试论证在这段时间内电阻R0上的发热量小于32.4J． （3）在第（2）问的条件下，bc棒的加速度只能是以下两种情况中一种．请你判断哪种情况是正确的，并按相应要求作答：（不要求写出作判断的推理过程） （Ⅰ）bc的加速度恒定（请求出这个加速度的大小） （Ⅱ）bc的加速度变化（请定性地指出这个加速度的增减情况）

◎ 答案

（1）v=at=20m/s        F-F安=ma          则F- B2L2v R+R0 =ma         代入数据解得F=0.5N．                 （2）证明：根据动能定理 WF-Q总=△EK 因为Q总=I2(R0+R)t    QR0=I2R0t 解得Q总= 5 3 QR0 则54- 5 3 QR0=△EK＞0 QR0＜32.4J． （3）（Ⅰ）正确       v=at  F-F安=ma      则F= B2L2v R+R0 +ma F=0.005at+0.1a F=2.5×10-2t+0.5     则0.1a=0.5 解得a=5m/s2． 答：（1）拉力为0.5N． （2）证明如上． （3）（Ⅰ）正确，加速度的大小为5m/s2．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图，在一水平面内有两根平行的金属导轨Nd、Ke，其电阻不计，导轨上有一根金属棒bc，长L=0.5m，质量m=0.1kg，与导轨接触良好，可在导轨上无摩擦地滑动，bc的电阻R=0.2Ω．…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】，【动能定理】，【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。