(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属杆ab,质量m=0.2kg,

◎ 题目

(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MNPQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:

(1)杆能达到的最大速度多大?
(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中金属杆ab的位移多大?                                              
(3)接(2)问,此过程中流过电阻R的电量?经历的时间?

◎ 答案

(1)  v=
(2)s=10m
(3)t =2.05s

◎ 解析

(1)由题意得:, ,  v=……(4分)
(2)由     Q=3.4J........................(2分)
FS=, 代入得:s=10m............(4分)
(3)电量q=.............(3分)
该过程由动量定理:FLqBL=mv0   得t =2.05s................(3分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属杆ab,质量m=0.2kg,…”主要考查了你对  【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。

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