如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用电阻R=2Ω连接,有一质量m=0.5kg的导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿轨道方向拉导体杆,使导体杆从静止开始做匀加速运动。经过位移x=0.5m后,撤去拉力,导体杆又滑行了x′=1.5m后停下。求:
(1)整个过程中通过电阻R的电荷量q;
(2)拉力的冲量大小IF;
(3)整个过程中导体杆的最大速度vm;
(4)在匀加速运动的过程中,拉力F与时间t的关系式。
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如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为m=1kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1m/s2,试求:
(1)力F与时间t的关系。
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P。
(3)若外力F的最大值为5N,为求金属棒运动所能达到的最大速度,某同学解法为:先由(1)中的结果求出F=5N时的时间t,然后代入求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
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如图所示,一对平行光滑轨道水平放置,轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 Ω,有一质量为m=1 kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5 T,现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1 m/s2,试求:
(1)力F随时间t的变化关系;
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P;
(3)若金属棒匀加速运动的时间为T时,拉力F达到最大值Fm=5N,此后保持拉力F m=5N不变,求出时间T,并简述在时间T前后,金属棒的运动情况。
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如图所示,一对平行光滑轨道水平放置,轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 Ω,有一质量为m=1 kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5 T,现用一拉力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1 m/s2,试求:
(1)力F随时间t的变化关系;
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P;
(3)若金属棒匀加速运动的时间为T时,拉力F达到最大值Fm=5N,此后保持拉力F m=5N不变,求出时间T,并简述在时间T前后,金属棒的运动情况。
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如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=1m,电阻R=1.0Ω;有一质量m=1kg的导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之以a=1m/s2的加速度做匀加速运动,速度达5m/s后导体杆做匀速直线运动,通过计算求出外力F与时间t的函数关系,并在下图中画出前10s内的F-t图象.
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