[题目]如图.匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.5T.方向竖直向下.在同一水平面上的两根光滑金属导轨相互平行.相距l＝0.4m.电阻不计.导轨左端与滑动变阻器相连.变阻器接入电阻的阻值R＝0.2Ω.一根电阻不计的金属棒置于导轨上.在拉力F的作用下沿导轨向右运动.运动过程中变阻器消耗的功率恒定为P＝0.8W.(1)分析金属棒的运动情况,(2)求拉力F� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图，匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.5T，方向竖直向下。在同一水平面上的两根光滑金属导轨相互平行，相距l＝0.4m、电阻不计。导轨左端与滑动变阻器相连，变阻器接入电阻的阻值R＝0.2Ω。一根电阻不计的金属棒置于导轨上，在拉力F的作用下沿导轨向右运动，运动过程中变阻器消耗的功率恒定为P＝0.8W。

（1）分析金属棒的运动情况；

（2）求拉力F的大小；

（3）若保持拉力不变，迅速向上移动滑动变阻器滑片，分析金属棒的速度变化情况。

【答案】（1）2m/s （2）0.4N （3）金属棒做加速度减小的减速运动

【解析】（1）由电阻R上消耗的功率始终保持不变，可推知电路中的电流I恒定

可推知金属棒切割磁场产生的感应电动势为恒定 E＝IR＝4V

可推知金属棒在磁场中做匀速直线运动，速度大小v＝＝2m/s

（2）金属棒在水平方向上受到拉力F和安培力Fm的作用，

因电流恒定，所以安培力，大小保持不变，为恒力

所以拉力 F＝Fm＝BIl＝0.4N，也为恒力

文字和逻辑

（3）当滑片迅速上移时，接入阻值R减小，I增大，Fm立刻增大，从而F＜Fm，金属棒做减速运动；此后，由于速度v减小，所以Fm也减小，加速度a减小,因此金属棒做加速度减小的减速运动。

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