如圖1所示，兩根水平的金屬光滑平行導(dǎo)軌，其末端連接等高光滑的14圓弧，其軌道半徑r=0.5m,圓弧段在圖中的cd和ab之間，導(dǎo)軌的間距為L=0.5m,軌道的電阻不計。在軌道的頂端接有阻值為R=2.0Ω的電阻，整個裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T．現(xiàn)有一根長度稍大于L、電阻不計，質(zhì)量m=1.0kg的金屬棒，從軌道的水平位置ef開始在拉力F作用下，從靜止勻加速運(yùn)動到cd的時間t0=2.0s,在cd的拉力為F0=3.0N．已知金屬棒在ef和cd之間運(yùn)動時的拉力隨時間變化的圖象如圖2所示，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）求勻加速直線運(yùn)動的加速度。
（2）金屬棒做勻加速運(yùn)動時通過金屬棒的電荷量q；
（3）勻加到cd后，調(diào)節(jié)拉力使金屬棒接著沿圓弧做勻速圓周運(yùn)動至ab處，金屬棒從cd沿14圓弧做勻速圓周運(yùn)動至ab的過程中，拉力做的功WF。
1
4
1
4
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；用能量守恒定律解決實際問題；安培力的計算公式及簡單應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：369引用：6難度：0.1
相似題
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1．半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O1點(diǎn)，t=0時刻起，從圖示位置以速度v勻速向右運(yùn)動，棒始終與速度方向垂直。圖（b）中導(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點(diǎn)，t=0時刻起，以O(shè)2點(diǎn)為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時針勻速轉(zhuǎn)過180°，角速度為ω；導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面時與環(huán)接觸良好。
（1）分析說明圖（a）中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導(dǎo)體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E與時間t的關(guān)系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同，試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運(yùn)動到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布：2024/12/30 1:0:6組卷：97引用：2難度：0.7 -
2．如圖甲所示，在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈?qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.2T，區(qū)域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框，匝數(shù)n=10，邊長a=1m,線框電阻R=1Ω，質(zhì)量m=1kg。現(xiàn)在線框上作用一水平恒力F，使線框從靜止開始向右進(jìn)入磁場中，已知恒力F的大小為10N，線框與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，整個線框完全進(jìn)入磁場前已經(jīng)勻速運(yùn)動，g=10m/s2。當(dāng)線框剛?cè)窟M(jìn)入磁場開始計時，磁場即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：141引用：3難度：0.5 -
3．如圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場時為計時起點(diǎn)，下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中，不正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：231引用：3難度：0.7
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