如图（a）所示，两根足够长的水平平行金属导轨相距为L=0.5m，其右端通过导线连接阻值R=0.6Ω的电阻，导轨电阻不计，一根质量为m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金属棒ab放在两导轨上，
◎ 题目
| 如图（a）所示，两根足够长的水平平行金属导轨相距为L=0.5m，其右端通过导线连接阻值R=0.6Ω的电阻，导轨电阻不计，一根质量为m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5．整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，取g=10m/s2．若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，通过小电动机对金属棒施加水平向左的牵引力，使金属棒沿导轨向左做匀加速直线运动，经过0.5s电动机的输出功率达到P=10W，此后电动机功率保持不变．金属棒运动的v～t图象如图（b）所示，试求： （1）磁感应强度B的大小； （2）在0～0.5s时间内金属棒的加速度a的大小； （3）在0～0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系； （4）若在0～0.3s时间内电阻R产生的热量为0.15J，则在这段时间内电动机做的功．  |
◎ 答案
（1）当vm=5m/s时，棒匀速运动，E=BLvm，I=
∴
∴B=0.8T （2）
代入数据，得：a=
（3）F-μmg-
∴在0～0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系F=
（4）电路中产生的总热量：Q总=Q+Q×
s=
∵WF-Q总-μmgs=
代人数据得：WF=0.2+0.5×0.2×10×0.3+
答：（1）磁感应强度B的大小是0.8T； （2）在0～0.5s时间内金属棒的加速度a的大小是6.67m/s2； （3）在0～0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系F=
|
