Question

【題目】如圖（a）所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻R=0.4Ω，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下。現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿，使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖（b）所示。

（1）試分析說明金屬桿的運(yùn)動(dòng)情況；

（2）求第2s末外力F的瞬時(shí)功率。

Answer 1

【答案】（1）電壓表示數(shù)為U＝IR＝v （1分）

由圖像可知，U與t成正比，即v與t成正比，桿做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。（2分）

（2）因v＝at，所以U＝at＝kt （1分）

由圖像得k＝0.4 V/s,即（1分）

得（1分）

兩秒末速度（1分）

F—＝ma 得（1分）

（1分）

【解析】試題分析：（1）電壓表示數(shù)為U＝IR＝v ，由圖像可知，U與t成正比，即v與t成正比，桿做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。

（2）因，所以U＝at＝kt ，由圖像得，即，得

兩秒末速度，F—＝ma 得，。