(11分)如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20 m,两导轨的左端

1个回答

  • 解题思路:

    (1)由图象可知,

    t

    =

    5.0

    s

    时的

    U

    =

    0.40

    V

    此时电路中的电流

    (

    即通过金属杆的电流

    )

    I

    =

    =

    1.0

    A

    由右手定则判断出,此时电流的方向为由

    b

    指向

    a

    (2)金属杆产生的感应电动势

    E

    =

    I

    (

    R

    +

    r

    )

    =

    0.50

    V

    E

    =

    B

    Lv

    ,所以

    5.0

    s

    时金属杆的速度大小

    v

    =

    =

    5.0

    m

    /

    s

    (3)金属杆速度为

    v

    时,电压表的示数应为

    U

    =

    B

    Lv

    由图象可知,

    U

    t

    成正比,由于

    R

    r

    B

    L

    均为不变量,所以

    v

    t

    成正比,即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动

    金属杆运动的加速度

    a

    =

    v

    /

    t

    =

    1.0

    m

    /

    s

    2

    根据牛顿第二定律,在

    5.0

    s

    末时对金属杆有

    F

    B

    I

    L

    =

    m

    a

    ,解得

    F

    =

    0.2

    N

    此时

    F

    的瞬时功率

    P

    =

    F

    v

    =

    1.0

    W

    .

    (1)1.0 A,方向由b→a (2)5.0 m/s (3)1.0 W

    <>

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