Question

【題目】如圖甲所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導軌固定放置在水平面上，間距L＝0.2m，一端通過導線與阻值為R=1Ω的電阻連接；導軌上放一質量為m＝0.5kg的金屬桿，金屬桿與導軌的電阻均忽略不計.整個裝置處于豎直向上的大小為B＝0.5T的勻強磁場中.現用與導軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運動的v-t圖象如圖乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：

（1）判斷金屬棒做什么運動，以及求出金屬棒在t=5s時的加速度

（2）t＝10s時安培力的大小，拉力的大小及電路的發熱功率

（3）在0～10s內，通過電阻R上的電量

Answer 1

【答案】（1）0.4m/s2；（2）0.16W；（3）2C

【解析】（1）由v-t圖象可知：金屬棒做勻加速直線運動 ①

（2）由牛頓第二定律: F-F安=ma ②

F安=BIL=0.04N ③

E=BLv ④

=0.4A ⑤

v=at（或由圖可知，t=10s時，v=4m/s） ⑥

聯立以上各式，代入數據得： ＝0.24N ⑦

⑧

（3） ⑨

⑩

⑾

⑿

聯立以上各式，代入數據得: ⒀