如图甲所示,空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场,有两条平行的长直导轨MN、PQ处于同一水平面内,间距L=0.2m,左端连接阻值R=0.4Ω的电阻。质量m=0.1kg的导体棒ab垂直跨放在导轨上,与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0时刻开始,通过一小型电动机对棒施加一个水平向右的牵引力,使棒从静止开始沿导轨方向做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,除R以外其余部分的电阻均不计,重力加速度g取10m/s2。
(1)若电动机保持恒定功率输出,棒的v-t图象如图乙所示(其中OA是曲线,AB是直线),已知0~10s内电阻R上产生的热量Q=30J,求:导体棒达到最大速度vm时牵引力大小及导体棒从静止开始达到最大速度vm时的位移大小;
(2)若电动机保持恒定牵引力F=0.3N,且将电阻换为C=10F的电容器(耐压值足够大),如图丙所示,证明导体棒做匀加速运动,并求出加速度。

【答案】(1)导体棒达到最大速度vm时牵引力大小为0.45N,导体棒从静止开始达到最大速度vm时的位移大小为50m;
(2)证明见解析,加速度为0.5m/s2。
(2)证明见解析,加速度为0.5m/s2。
【解答】
【点评】
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发布:2024/5/19 8:0:9组卷:391引用:4难度:0.5
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