Question

（19分）如圖所示，傾角=30o、寬L=lm的足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上。一根質(zhì)量m=0.2kg，電阻R=l的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置�，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌向上的牽引力F作用在曲棒上．使ab棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2。求：?

（1）若牽引力恒定，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上定性畫出ab棒運(yùn)動(dòng)的v—t圖象；

（2）若牽引力的功率P恒為72W，則ab棒運(yùn)動(dòng)的最終速度v為多大?

（3）當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到某一速度時(shí)撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為零，通過ab棒的電量q=0.48C，則撤去牽引力后ab棒滑動(dòng)的距離s多大?

 

Answer 1

【答案】

（1）?? 速度時(shí)間圖像如圖（2） （3）

【解析】

試題分析：（1）v—t圖象? （4分）圖線過原點(diǎn)1分；曲線向下彎曲2分；圖線最后平行t軸1分；

Ab棒沿斜面方向受到重力沿斜面向下的分力，沿斜面向上的拉力，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電流，所以ab棒受到沿斜面向下的安培力，初始速度小，加速度，隨速度增大加速度逐漸變小最后加速度變?yōu)?/span>0，導(dǎo)體棒變成勻速直線運(yùn)動(dòng)。即速度時(shí)間圖像斜率逐漸變小最后變?yōu)?/span>0.如下圖所示

（2）當(dāng)以恒定功率牽引棒時(shí)，????????? ①（2分）

????????????????????????????????? ②（1分）

???????????????????????????????? ③（1分）

????????????????????? ④（2分）

代入數(shù)據(jù)得 （m/s舍去）????? ⑤（2分）

（3）設(shè)撤去后棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)滑動(dòng)的距離為，通過的電荷量，????????????????????????????????? ⑥（1分）

又 ?????????????????????????????????? ⑦（1分）

，???????????????????????????????? ⑧（2分）

????????????????????????????????? ⑨（1分）

聯(lián)立⑥⑦⑧⑨各式得：????????? （2分）

考點(diǎn)：電磁感應(yīng)定律