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如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计.t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,ab与导轨间的动摩擦因数=0.2.第4s末,ab杆的速度为v=1m/s,电压表示数U=0.4V.取重力加速度g=10m/s2.

(1)在第4s末,ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大?

(2)若第4s末以后,ab杆作匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大?

(3)若第4s末以后,拉力的功率保持不变,ab杆能达到的最大速度为多大?

(4)在虚线框内的坐标上画出上述(2)、(3)两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线(要求画出0—6s的图线,并标出纵坐标数值).

 

【答案】

【解析】(1)(4分)4s末的感应电流:

电动势:       ( 2分)

    ( 1分)

 4s末ab受的安培力:   ( 1分)

(2)(3分)匀速阶段,ab受力平衡:

拉力           ( 1分)

加速过程达第4s末时拉力最大,

    ( 2分)

(3)(4分)若第4s末开始,拉力的功率不变,此时

 ( 1分)

设ab的最大速度为,此时的拉力为,则

       ( 1分)

代入数据:

    ( 2分)

(4) (4分)上述两种情况拉力F随时间t变化大致图线

            在(3)情形中最终拉力为 

              图线、坐标值全对各得2分

 

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计.t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.第4s末,ab杆的速度为v=1m/s,电压表示数U=0.4V.取重力加速度g=10m/s2
(1)在第4s末,ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大?
(2)若第4s末以后,ab杆作匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大?
(3)若第4s末以后,拉力的功率保持不变,ab杆能达到的最大速度为多大?
(4)在虚线框内的坐标上画出上述(2)、(3)两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线(要求画出0-6s的图线,并标出纵坐标数值).
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为l=0.5m.质量m=1kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B=2T,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,导轨电阻不计.t=0时刻ab杆受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,第4s末,ab杆的速度为v=2m/s,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)4s末ab杆受到的安培力FA的大小;
(2)若0-4s时间内,电阻R上产生的焦耳热为0.4J,求这段时间内水平拉力F做的功;
(3)若第4s末以后,拉力不再变化,且知道4s末至ab杆达到最大速度过程中通过杆的电量q=1.6C,则ab杆克服安培力做功WA为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计.t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,ab与导轨间的动摩擦因数=0.2.第4s末,ab杆的速度为v=1m/s,电压表示数U=0.4V.取重力加速度g=10m/s2.

(1)在第4s末,ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大?

(2)若第4s末以后,ab杆作匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大?

(3)若第4s末以后,拉力的功率保持不变,ab杆能达到的最大速度为多大?

(4)在虚线框内的坐标上画出上述(2)、(3)两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线(要求画出0—6s的图线,并标出纵坐标数值).

 

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科目:高中物理 来源:上海模拟题 题型:计算题

如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计。t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右做匀加速运动,ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。第4s末,ab杆的速度为v=1m/s,电压表示数U=0.4V。取重力加速度g=10m/s2

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(3)若第4s末以后,拉力的功率保持不变,ab杆能达到的最大速度为多大?
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