[题目]如图甲所示.光滑且足够长的平行金属导轨MN.PQ固定在同一水平面上.两导轨间距L=0．30m．导轨电阻忽略不计.其间接有定值电阻R=0．40导轨上停放一质量为m=0．10 kg.电阻r=0．20 的金属杆ab.整个装置处于磁感应强度B=0．50T的匀强磁场中.磁场方向竖直向下．利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab.使之由静止开始做匀题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0．30m．导轨电阻忽略不计，其间接有定值电阻R=0．40导轨上停放一质量为m=0．10 kg、电阻r=0．20 的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0．50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，电脑屏幕描绘出U随时间t的关系如图乙所示．求：

（1）金属杆加速度的大小；

（2）第2s末外力的瞬时功率

【答案】（1）1．0 m/s2（2）0．35W

【解析】

试题分析：（1）设金属杆的运动速度为v，则感应电动势E=BLv

通过电阻R的电流

电阻R两端的电压

由图乙可得U=kt，k=0．1

解得：

金属杆做匀加速运动，加速度

（2）在2s末，安培力

设外力大小为F2，由F2-F安=ma，解得F2=0．175N

故2s末F的瞬时功率P=F2v2=F2at=0．35W

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A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑

B．是为了增大小车下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为；第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次实验中打出的纸带（如图所示），可求得小车最终获得的速度为。（保留三位有效数字）

（3）若根据多次测量数据画出的图像如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图。

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