如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,质量m=0.2kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,理想电压表并接在R两端,导轨电阻不计.t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动,ab与导轨间的动摩擦因数=0.2.第4s末,ab杆的速度为v=1m/s,电压表示数U=0.4V.取重力加速度g=10m/s2.
(1)在第4s末,ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大?
(2)若第4s末以后,ab杆作匀速运动,则在匀速运动阶段的拉力为多大?整个过程拉力的最大值为多大?
(3)若第4s末以后,拉力的功率保持不变,ab杆能达到的最大速度为多大?
(4)在虚线框内的坐标上画出上述(2)、(3)两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线(要求画出0—6s的图线,并标出纵坐标数值).
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如图(甲) 所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力下作用,并保持拉力的功率恒为4W.从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图像。试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过一定时间t金属棒的速度稳定不变,电阻R中产生的电热为3.2J,图(乙)为安培力与时间的关系图像。试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒速度为2m/s时的加速度;
(3)此过程对应的时间t;
(4)估算0~3s内通过电阻R的电量。
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如图所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L=0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若金属棒以某一初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F,并保持拉力的功率恒为P=4W,从此时开始计时,经过一段时间后金属棒的速度稳定不变,t时间内金属棒运动的距离为x=4.64m。求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒速度为2m/s时的加速度;
(3)t时间内通过电阻R的电荷量。
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图象.试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.
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如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从此时开始计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图象.试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热.
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