Question

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.2 m，电阻R＝0.4 Ω，导轨上停放一质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B＝0.5 T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变化关系如图乙所示．

求：⑴金属杆在5 s末的运动速率．

⑵第4 s末时外力F的功率．

Answer 1

答案：
解析：

(1)因为：U＝RBLv/(R＋r)(3分) 　　所以：　即：a＝0.5 m/s2 (3分) 　　金属棒作0.5 m/s2的匀加速直线运动 　　v5＝at5＝2.5 m/s (2分) 　　(2)v4＝at4＝2 m/s(1分) 　　此时：(2分)　(2分) 　　对金属棒：　　F＝0.09 N(2分) 　　故：PF＝FV4＝0.18 W(1分)