如圖(a)所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ光滑且足夠長(zhǎng),固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.25 m,電阻R=0.5 Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1 kg、電阻r=0.1 Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使其由靜止開始運(yùn)動(dòng),理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示.

(1)分析證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng);

(2)求金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度;

(3)寫出外力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;

(4)求第2.5 s末外力F的瞬時(shí)功率.

圖(a)         圖(b

解析:(1)U=E·,U∝v,因U隨時(shí)間均勻變化,故v也隨時(shí)間均勻變化,金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng).

    (2)由圖象k=·=a·                  則金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度

    a= m/s2=2.4 m/s2

    (3)由牛頓第二定律F=F+ma=BIL+ma=+ma=0.04t+0.24(N).

    (4)第2.5 s末外力F的瞬時(shí)功率P=Fv=(0.04t+0.24)at=2.04 W

答案:(1)見解析。2)2.4 m/s2。3)F=0.04t+0.24 N。4)2.04 W

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2010?長(zhǎng)寧區(qū)一模)如圖(a)所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ光滑且足夠長(zhǎng),固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.25m,電阻R=0.5Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使其由靜止開始運(yùn)動(dòng),理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示.試分析與求:

(1)分析證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng);
(2)求金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度;
(3)寫出外力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;
(4)求第2.5s末外力F的瞬時(shí)功率.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,現(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0,現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO′的速度v0=
3
qu0T
3dm
射入,所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T,不計(jì)重力影響.求:粒子打出電場(chǎng)時(shí)位置離O′點(diǎn)的距離范圍及對(duì)應(yīng)的速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,左側(cè)有一半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)中心與兩金屬板的中心線在一條直線上.在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0.現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,沿與水平成60°方向正對(duì)磁場(chǎng)圓心,以速度v0=
3
qU0T
3dm
 射入,帶電粒子恰好水平射出磁場(chǎng)區(qū),并進(jìn)入電場(chǎng).所有粒子在AB間電場(chǎng)區(qū)的飛行時(shí)間均為T.(不計(jì)重力影響).求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度.
(2)t=0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子,飛出電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向.
(3)粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的位置離O′點(diǎn)的距離范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖(a)所示,平行金屬板A和B間的距離為d,現(xiàn)在A、B板上加上如圖(b)所示的方波形電壓,t=0時(shí)A板比B板的電勢(shì)高,電壓的正向值為U0,反向值也為U0,現(xiàn)有由質(zhì)量為m的帶正電且電荷量為q的粒子組成的粒子束,從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板方向OO′的速度v0=
3
qU0T
3dm
射入,所有粒子在AB間的飛行時(shí)間均為T,不計(jì)重力影響.
(1)求粒子打出電場(chǎng)時(shí)位置離O′點(diǎn)的距離范圍
(2)求粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度
(3)若要使打出電場(chǎng)的粒子經(jīng)某一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都能通過(guò)圓形磁場(chǎng)邊界的一個(gè)點(diǎn)處,而便于再收集,則磁場(chǎng)區(qū)域的最小直徑和相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大?
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科目:高中物理 來(lái)源:2011-2012學(xué)年河北省衡水中學(xué)高二下學(xué)期一調(diào)考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

如圖(a)所示,平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ光滑且足夠長(zhǎng),固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.25 m,電阻R=0.5 Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1 kg、電阻r=0.1 Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使其由靜止開始運(yùn)動(dòng),理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示.
  
(1)分析證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng);
(2)求金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度;
(3)寫出外力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;
(4)求第2.5 s末外力F的瞬時(shí)功率.

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