Question

【题目】如图（a）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=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示。

（1）试分析说明金属杆的运动情况；

（2）求第2s末外力F的瞬时功率。

Answer 1

【答案】（1）电压表示数为U＝IR＝v （1分）

由图像可知，U与t成正比，即v与t成正比，杆做初速为零的匀加速运动。（2分）

（2）因v＝at，所以U＝at＝kt （1分）

由图像得k＝0.4 V/s,即（1分）

得（1分）

两秒末速度（1分）

F—＝ma 得（1分）

（1分）

【解析】试题分析：（1）电压表示数为U＝IR＝v ，由图像可知，U与t成正比，即v与t成正比，杆做初速为零的匀加速运动。

（2）因，所以U＝at＝kt ，由图像得，即，得

两秒末速度，F—＝ma 得，。