如圖(A)所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距l=0．3 m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻尺=0．4Ω．導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.2Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下．現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(B)所示．
    (1)試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度的大�。�
    (2)求第2s末外力F的瞬時(shí)功率．
    (3)如果水平外力從靜止起拉動(dòng)桿2s所做的功為0.3J；求回路中定值電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少．
   
(20分)解：(1)(7分)設(shè)路端電壓為U；桿的運(yùn)動(dòng)速度為υ，有：由圖(B)可得U=0.1t 所以速度υ=lt (4分)因?yàn)樗俣圈哉扔跁r(shí)間t，所以桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)a=1m/s2 (1分)(用其它方式證明可參照給分)。(2)(6分)在2s末，υ=at=2 m／s桿受安培力 (2分)由牛頓第二定律，對(duì)桿有： F―F'= ma 得：拉力F=0．175N (2分)∴2s末的瞬時(shí)功率P=Fυ=0.35W (2分)(3)(7分)在2s末，桿的動(dòng)能由能量守恒定律，回路產(chǎn)生的焦耳熱 Q=W―EK = 0.1J (2分)根據(jù)Q=I2Rt，即Q∝R ∴在R上產(chǎn)生的焦耳熱 (4分)
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：

（1）如圖a所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止P點(diǎn)．設(shè)滑塊所受支持力為FN．OP與水平方向的夾角為θ．則F=
mgcotθ
mgcotθ
，F(xiàn)N=
mg
sinθ
mg
sinθ
．
（2）2011年4月10日，我國(guó)成功發(fā)射第8顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，建成以后北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)將包含多可地球同步衛(wèi)星，這有助于減少我國(guó)對(duì)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴，GPS由運(yùn)行周期為12小時(shí)的衛(wèi)星群組成，設(shè)北斗星的同步衛(wèi)星和GPS導(dǎo)航的軌道半徑分別為R1和R2，向心加速度分別為a1和a2，則R1：R2=
34
：1
34
：1
．a(chǎn)1：a2=
1：
316
1：
316
（可用根式表示）
（3）一質(zhì)量為M、傾角θ為的斜面體在水平地面上，如圖b中質(zhì)量為m的小木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在斜面上，現(xiàn)用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木塊，拉力在斜面所在的平面內(nèi)繞小木塊旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，斜面體和木塊始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則小木塊受到斜面的最大摩擦力為
F+mgsinθ
F+mgsinθ
，斜面體受到地面的最大摩擦力為
F
F
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖a所示，光滑水平面上兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的小球A、B在同一直線上運(yùn)動(dòng)，A球在前，B球在后，開(kāi)始時(shí)B的速度大于A的速度，A、B兩球之間有大小相等方向相反的與它們的距離平方成反比的斥力作用，這種相互作用力對(duì)應(yīng)著一種能可以稱之為相互作用能．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩個(gè)小球始終沒(méi)有相撞，總動(dòng)能和它們之間的相互作用能相互轉(zhuǎn)化但總能量不變．
李云和幾位同學(xué)在一起研究這樣一個(gè)問(wèn)題：兩個(gè)小球在什么狀態(tài)下，它們之間的相互作用能最大．
在研究的過(guò)程中，李云提出了上面的問(wèn)題可以用如圖b所示的情境類比．圖b中A′、B′是兩個(gè)在光滑水平面上同一直線上運(yùn)動(dòng)的滑塊，A′與一輕質(zhì)彈簧相連接．開(kāi)始時(shí)B′的速度大于A′，在B′壓縮彈簧后，當(dāng)A′、B′的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大．
下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?廈門(mén)模擬）如圖a所示，光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷．t=0時(shí)，乙電荷向甲運(yùn)動(dòng)，速度為6m/s，甲的速度為0．之后，它們僅在靜電力的相互作用下沿同一直線運(yùn)動(dòng)（整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有接觸），它們運(yùn)動(dòng)的v-t圖象分別如圖b中甲、乙兩曲線所示．則由圖線可知（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖a所示，光滑水平面上的兩個(gè)物體A、B在運(yùn)動(dòng)中彼此間發(fā)生了相互作用，圖b為A、B相互作用前后的速度一時(shí)間圖象，（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖a所示在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量m的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)t=0，此時(shí)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則線框右側(cè)邊的兩端MN間電壓為
 
．在3t0時(shí)刻線框到達(dá)2位置開(kāi)始離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)．此過(guò)程中v-t圖象如圖b所示，線框完全離開(kāi)磁場(chǎng)的瞬間位置3速度為
 
．

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