如圖甲所示，電阻R連接在寬度為L的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強磁場中，磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)有一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab放置在金屬導(dǎo)軌上，長度與金屬導(dǎo)軌寬度相等，金屬棒ab在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻。
（1）若金屬棒ab以水平速度v向右勻速運動，
①根據(jù)電動勢的定義式推導(dǎo)金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv；
②求外力F的功率P。
（2）若金屬棒ab在水平向右拉力作用下由靜止開始做勻加速運動，加速度大小為a,
①推導(dǎo)金屬棒ab兩端的電壓Uab隨時間t變化的關(guān)系式；
②推導(dǎo)金屬棒ab加速過程中外力F（以向右為正方向）隨時間t變化的關(guān)系式，并在圖乙中畫出F-t的示意圖，標(biāo)出截距。
【答案】（1）①見解析；
②外力F的功率P為。
（2）①金屬棒ab兩端的電壓Uab隨時間t變化的關(guān)系式為Uab=t；
②金屬棒ab加速過程中外力F（以向右為正方向）隨時間t變化的關(guān)系式為F=t+ma，F(xiàn)-t的示意圖見解析。
②外力F的功率P為
B
2
L
2
v
2
R
+
r
（2）①金屬棒ab兩端的電壓Uab隨時間t變化的關(guān)系式為Uab=
BLR
a
R
+
r
②金屬棒ab加速過程中外力F（以向右為正方向）隨時間t變化的關(guān)系式為F=
B
2
L
2
a
R
+
r
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：193引用：1難度：0.5
相似題
-
1．如圖所示，水平放置的平行光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力作用下運動時，MN在磁場力作用下向左運動，則PQ所做的運動可能是（ ）發(fā)布：2024/12/29 14:0:1組卷：237引用：14難度：0.5 -
2．電磁軌道炮是利用磁場對通電導(dǎo)體的作用使炮彈加速的，其簡化原理示意圖如圖丙所示。假設(shè)圖中直流電源電動勢為E=45V（內(nèi)阻不計），電容器的電容為C=22F。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l=1m,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m=2kg,電阻為R=5Ω的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度大小為B=2T的勻強磁場。接通電路后MN開始向右加速運動，經(jīng)過一段時間后回路中電流為零，MN達到最大速度，之后離開導(dǎo)軌。求：
（1）直流電源的a端是正極還是負(fù)極？
（2）若用導(dǎo)線將1、2連接讓直流電源供電，MN離開導(dǎo)軌時的最大速度的大??；
（3）若開關(guān)先接1，使電容器完全充電；然后將開關(guān)接至2，MN離開導(dǎo)軌時的最大速度的大小。
發(fā)布：2024/12/29 15:0:2組卷：141引用：3難度：0.4 -
3．如圖甲所示，輕質(zhì)絕緣細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.8kg、邊長為L=1m、匝數(shù)n=20、總電阻R=1Ω的正方形線圈．在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著垂直紙面向外的磁場，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化關(guān)系如圖乙所示（g=10m/s2）．則下列判斷正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/17 3:30:1組卷：241引用：4難度：0.7
相關(guān)試卷