如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=10W,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

◎ 题目

如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,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

◎ 解析

解:
(1)由F-=ma ,得: F=0.1t+1  (3分)
(2)F=3N时,t=20s,v=a t=20 m/s         (2分) 
电功率P=(F拉- ma )v=40W                (2分)
(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。       (2分)
正确解法:由F-=ma=0得:  (3分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=10W,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…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  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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