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    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＝1m，电阻R1＝3Ω，R2＝1.5Ω，导轨上放一质量m＝1kg的金属杆，长度与金属导轨等宽，与导轨接触良好，金属杆的电阻r＝1.0Ω，导轨电阻忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝1.0T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动。图乙所示为通过R1中的电流平方I12随时间t变化的图线，求：

    （1）5s末金属杆的动能；

    （2）5s末安培力的功率；

    （3）5s内拉力F做的功。

    (1)72J(2) 72W (3) 252J 


    解析:

    （1）5s末：I1＝A，                         （1分）

    电路中：I1:I2=R2:R1=1:2，                                （1分）

    干路电流I＝3I1＝3×2=6A                             （1分）

    E＝BLv＝I(R并+r)                                   （1分）

    金属杆的速度m/s      （1分）

    5s末金属杆的动能                   （1分）

    （2）解法一：

    FA＝ BIL ＝ 1.0×6×1 = 6.0N                        （2分）

    5s末安培力的功率PA ＝ FAv ＝ 6.0×12= 72W            （3分）

    解法二：

    P1:P2:Pr = 1:2:3                （2分）

    PA＝ 6P1 ＝ 6I12R1 ＝ 72W    （3分）

    （3）解法一：

    W1 = I12R1t，根据图线，I12t即为图线与时间轴包围的面积     （1分）

    又P1:P2:Pr = 1:2:3                                       （1分）

    所以WA ＝ 6W1 ＝  J              （1分）

    由动能定理，得WF－WA＝ΔEk                         （1分）

    5s内拉力F做的功WF ＝ WA＋ΔEk ＝ 180+72= 252J        （1分）

    解法二：

    由PA＝6I12R1和图线可知，PA正比于t                    （1分）

    所以WA ＝  J                  （2分）

    由动能定理，得WF－WA ＝ ΔEk                      （1分）

    5s内拉力F做的功WF ＝ WA＋ΔEk ＝ 180+72= 252J        （1分）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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=0.30m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω．导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．用一外力
    F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示．
    （1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
    （2）求第2s末外力F的瞬时功率；
    （3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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=0.3m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4Ω．导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T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，使之由静止开始运动做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示．
    （1）求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式；
    （2）求第2s末外力F的大小；
    （3）如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1.2J，求整个回路中产生的焦耳热是多少．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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=0.30m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω．导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示．
    （1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
    （2）求第2s末外力F的瞬时功率；
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面间的倾角θ=30°，两导轨间距L=0.3m．导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R=0.4Ω的固定电阻．开始时，导轨上固定着一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下．现拆除对金属杆ab的约束，同时用一平行金属导轨面的外力F沿斜面向上拉金属杆ab，使之由静止开始向上运动．电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示．
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    求：
    （1）在t=2.0s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；
    （2）金属杆在2.0s内通过的位移；
    （3）2s末拉力F的瞬时功率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量为m=0.1kg，电阻为r=0.1Ω的金属杆ab，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t的变化关系如图乙所示．
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    求：（1）运动速度随时间t的变化关系式；
    （2）金属杆运动的加速度；
    （3）第5秒末外力F的功率．

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