Question

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=0.30 m。导轨电阻忽略不

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=0.30 m。导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻R=0.40 Ω。导轨上停放一质量为m=0.10 kg、电阻r=0.20 Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50 T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，并获得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。

Answer 1

解：(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=0.10 V/s 解得 金属杆做匀加速运动，加速度 (2)在2s末，F 安 = 设外力大小为F 2 ，由F 2 -F 安 =ma，解得F 2 =0.175 N 故2s末时F的瞬时功率P=F 2 v 2 =F 2 at=0.35 W