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如图所示,光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,轨道间距为0.2m,金属杆ab的质...

如图所示,光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,轨道间距为0.2m,金属杆ab的质量为0.1kg,电容器电容为0.5F,耐压足够大,manfen5.com 满分网为理想电流表,导轨与杆接触良好,各自的电阻忽略不计,整个装置处于磁感应强度大小为0.5T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中.现用水平外力F拉ab向右运动,使电流表示数恒为0.5A.
(1)求t=2s时电容器的带电量
(2)说明金属杆做什么运动
(3)求t=2s时外力做功的功率.

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(1)根据电流的定义式:,求出t=2s时电容器的带电量; (2)要说明金属杆做什么运动,就要求出金属杆的加速度的表达式,看看加速度是否是恒量,再根据加速度的情况来判断; (3)要根据功率的公式P=Fv求t=2s时外力做功的功率,首先要根据牛顿第二定律求出金属杆受到的拉力. 【解析】 (1)由,Q=I•t=0.5×2=1C (2)设杆某时刻的速度为v,此时电容器的电压U=Blv 电容器的电量Q=C•U=CBlv 电流恒定,a恒定,即金属杆做匀加速直线运动 (3) 由牛顿第二定律得:F-BIl=ma F=BIl+ma=1.05N vt=at=10×2=20m/s 由公式P=F•vt=1.05×20=21W 答:(1)t=2s时电容器的带电量是1C; (2)金属杆做匀加速直线运动; (3)t=2s时外力做功的功率是21W.
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考点分析:
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A.1Ω            B.4Ω          C.10Ω          D.20Ω
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(1)   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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