Question

【題目】如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和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)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向豎直向下，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)，若理想電壓表示數(shù)U隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。求：

(1)金屬桿在5s末的運(yùn)動(dòng)速率

(2)第4s末時(shí)外力F的功率

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】(1)由題意，電壓表的示數(shù)為

5s末電壓表的示數(shù) ，

所以代入數(shù)據(jù)可得

(2)由及U-t圖像可知,U隨時(shí)間均勻變化,導(dǎo)體棒在力F作用下勻加速運(yùn)動(dòng)

代入數(shù)據(jù)可得

在4s末，金屬桿的切割速度為

此時(shí)拉力F為

所以4s末拉力F的功率為