[题目]如图甲.两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内.导轨间距为1.0m.左端连接阻值R=4.0Ω的定值电阻,匀强磁场磁感应强度B=0.5T.方向垂直导轨所在平面向下,质量m=0.2kg.长度L=1.0m.电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上.向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好.t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力.杆运动的v-t 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，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的定值电阻；匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下；质量m=0.2kg.长度L=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好。t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力，杆运动的v-t图象如图乙所示。除定值电阻及金属杆外其余电阻不计，求：在t=2.0s时电阻R的功率及外力的大小和方向。

【答案】P=0.16W F=0.3N，方向水平向左

【解析】

根据v-t图象可知t=2.0s时，金属杆的速度大小为2.0 m/s，此时金属杆产生的感应电动势

①

回路中产生的感应电流②

电阻R的功率③

由运动学公式得其加速度大小④

金属杆受到的安培力大小⑤

由牛顿第二定律有 ⑥

联立①~⑥式解得P=0.16W ；F=0.3N，方向水平向左

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