◎ 题目

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L=1m，定值电阻R1=4Ω，R2=2Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动．图乙所示为通过R1中的电流平方随时间变化的I12-t图线，求： （1）5s末金属杆的动能； （2）5s末安培力的功率 （3）5s内拉力F做的功．

◎ 答案

（1）根据切割产生的电动势等于 R1两端的电压得，E=BLv=I1R1， v= I1R1 BL = 0.2 ×4 0.8×1 m/s=5 0.2  m/s， 则动能Ek= 1 2 mv2=2.5J； （2）通过金属杆的电流I=3I1=3 0.2 A， 金属杆所受的安培力FA=BIL=2.4 0.2 N，   则PA=FAv=2.4W； （3）根据图线，I12t即为图线与时间轴包围的面积，所以WA=3I12R1t=3× 1 2 ×5×0.2×4=6 J 又根据动能定理得，WF-WA=Ek，得WF=WA+Ek=8.5 J． 答：（1）5s末金属杆的动能为2.5J． （2）5s末安培力的功率为2.4W． （3）5s内拉力F做的功为8.5J．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L=1m，定值电阻R1=4Ω，R2=2Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。