（原创）如图1所示，空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场...

（原创）如图1所示，空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场，有两条平行的长直导轨MN、PQ处于同一水平面内，间距L＝0.2 m，左端连接阻值R＝0.4 Ω的电阻。质量m＝0.1 kg的导体棒ab垂直跨接在导轨上，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2。从t＝0时刻开始，通过一小型电动机对棒施加一个水平向右的牵引力，使棒从静止开始沿导轨方向做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。除R以外其余部分的电阻均不计，取重力加速度大小g＝10 m/s2。

Ⅰ.若电动机保持恒定功率输出，棒的v－t 如图2所示（其中OA是曲线，AB是水平直线），已知0～10 s内电阻R上产生的热量Q＝30J，则求：

（1）导体棒达到最大速度vm时牵引力大小；

（2）导体棒从静止开始达到最大速度vm时的位移大小。

Ⅱ．若电动机保持恒牵引力F=0.3N ，且将电阻换为C=10F的电容器（耐压值足够大），如图3所示，则求：

（3）t=10s时牵引力的功率。

（1）；（2）；（3）。【解析】试题分析：（1）当导体棒达到最大速度后，所受合外力为零，沿导轨方向有：摩擦力感应电动势感应电流安培力此时牵引力（2）变力做功问题不能用功的定义式，在0～10 s内牵引力是变力但功率恒定，可根据能量守恒定律求解。电动机的功率电动机消耗的电能等于导体棒的动能、克服安培力做功产生的焦耳热与克服摩擦力做功产生的内能之和，有：解得位移（3）当金属棒的速度大小为时v，感应电动势为由可知，此时电容器极板上的电荷量为设在一小段时间内，可认为导体棒做匀变速运动，速度增加量为，电容器极板上增加的电荷量为根据电流的定义式对导体棒受力分析，根据牛顿第二定律，有将代入上式可得：可知导体棒的加速度与时间无关，为一个定值，即导体棒做匀加速运动。在t=10s时，，此时的功率考点：法拉第电磁感应定律的综合应用，微元法。

复制答案

考点分析：

相关试题推荐

在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A、B、C，三球的质量分别为mA=1kg、mB=2kg、mC=6kg，初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A球以v0=9m/s的速度向左运动，与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求：

（1）A球与B球碰撞中损耗的机械能；

（2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；

（3）在以后的运动过程中B球的最小速度。

查看答案

（原创）一物体（可视为质点）由静止开始从斜面顶端下滑作匀加速直线运动，第1s内位移为3m，求：

（1）物体下滑过程中加速度的大小；

（2）物体在前3s内（未到斜面底端）平均速度的大小；

（3）物体滑到斜面底端最后1s内位移为18m,则斜面多长？

查看答案

兴趣小组同学想测量一捆带绝缘漆的镍铬合金丝（横截面视为圆形）的长度。

（1）如图1所示，他们用螺旋测微器测得合金丝的直径d=____________mm。查得镍铬合金丝的电阻率为ρ，若测出合金丝的电阻为R，则合金丝的长度可以根据公式L=__________求出（用ρ、d、R、π表示）。

（2）他们用表盘如图2所示的多用电表测量合金丝的电阻。先将选择开关调到电阻挡的“×10”位置，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，把两笔尖相互接触，调节旋钮T，使多用电表的指针指向电阻档的__________刻线（选填“0”或“∞”）。之后将红、黑表笔的笔尖分别与合金丝两端接触，发现指针偏转角度过大，于是他们将选择开关调到电阻挡的__________位置（选填“×1”或“×100”）。