Question

【題目】如圖甲，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為1.0m，左端連接阻值R=4.0Ω的定值電阻；勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向下；質(zhì)量m=0.2kg.長度L=1.0m、電阻r=1.0Ω的金屬桿置于導(dǎo)軌上，向右運動并與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。t=0時對桿施加一平行于導(dǎo)軌方向的外力，桿運動的v-t圖象如圖乙所示。除定值電阻及金屬桿外其余電阻不計，求：在t=2.0s時電阻R的功率及外力的大小和方向。

Answer 1

【答案】P=0.16W F=0.3N，方向水平向左

【解析】

根據(jù)v-t圖象可知t=2.0s時，金屬桿的速度大小為2.0 m/s，此時金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

①

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流②

電阻R的功率③

由運動學(xué)公式得其加速度大小④

金屬桿受到的安培力大小⑤

由牛頓第二定律有 ⑥

聯(lián)立①~⑥式解得P=0.16W ；F=0.3N，方向水平向左