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如图,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=0.2 m,电阻R=0.4 Ω,导轨上停放着一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属杆CD,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向上.现用一在导轨平面内,且垂直于金属杆CD的外力F,沿水平方向拉杆,使之由静止开始做加速度为a=5 m/s2的匀加速直线运动,试:

(1)证明电压表的示数U随时间t均匀增加;

(2)判断外力F随时间t如何变化;

(3)判断外力F的功率随时间t如何变化,并求出第2 s末时外力F的瞬时功率P.

(1)电压表示数为U=IR=                     

又v=at,所以U=                                

则k=0.4 V/s

所以U=0.4t

可见电压表示数随时间均匀变化.                           

(2)F-=ma                                       

得F=+ma=+ma=k′t+ma                  

所以k′=0.1 N/s,F=0.1t+0.5(N)                        

可见外力与时间成线性关系.

(3)P=Fv=(k′t+ma)at=0.5t2+2.5t(W)                 

可见F的瞬时功率与时间成二次函数关系                     

第2 s末P=7 W.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,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,导轨上停放着一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻不计,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.现用一在导轨平面内,且垂直于金属杆CD的外力F,沿水平方向拉杆,使之由静止开始做加速度为a=5m/s2的匀加速直线运动,试:
(1)证明电压表的示数U随时间t均匀增加.
(2)判断外力F随时间t如何变化.
(3)判断外力F的功率随时间t如何变化,并求出第2s末时外力F的瞬时功率P.

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精英家教网如图,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,导轨上停放着一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻不计,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.现用一在导轨平面内,且垂直于金属杆CD的外力F,沿水平方向拉杆,使之由静止开始做加速度为a=5m/s2的匀加速直线运动,试:
(1)证明电压表的示数U随时间t均匀增加.
(2)判断外力F随时间t如何变化.
(3)判断外力F的功率随时间t如何变化,并求出第2s末时外力F的瞬时功率P.

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(2009?崇明县模拟)如图,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,导轨上停放着一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻不计,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.现用一在导轨平面内,且垂直于金属杆CD的外力F,沿水平方向拉杆,使之由静止开始做加速度为a=5m/s2的匀加速直线运动,试:

(1)推导出电压表的示数随时间变化的关系式,并在图中画出电压表的示数U随时间t变化的图象.
(2)推导外力F随时间t的变化变化关系.
(3)推导外力F的功率随时间t如何变化,并求出第2s末时外力F的瞬时功率P.

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如图,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=0.2 m,电阻R=0.4 Ω,导轨上停放着一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属杆CD,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,磁场方向竖直向上。现用一在导轨平面内,且垂直于金属杆CD的外力F,沿水平方向拉杆,使之由静止开始做加速度为a=5 m/s2的匀加速直线运动,试:

(1)证明电压表的示数U随时间t均匀增加。

(2)判断外力F随时间t如何变化。

(3)判断外力F的功率随时间t如何变化,并求出第2 s末时外力F的瞬时功率P。

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