如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直

◎ 题目

如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MNPQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直,电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻,对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使之由静止开始沿斜面向上运动,运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计,g取10m/s2,求:   
(1)4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小;
(2)4.0s末力F的瞬时功率。

◎ 答案

(1)由图乙可得:t=4.0s时,I=0.8A。
根据              

(2)由和感应电流与时间的线性关系可知,金属棒做初速度为零的匀加速直线运动。
由运动规律      
解得4.0s内金属棒的加速度大小a =0.5m/s2
对金属棒进行受力分析,根据牛顿第二定律得:
      
           
解得F="0.95N"
根据  解得     P="1.9W "

◎ 解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角,两导轨的间距l=0.50m,一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上,与轨道垂直…”主要考查了你对  【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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