题目

如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20 m，电阻R＝1 W，有一质量为m＝1kg的金属棒MN平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用拉力F平行轨道方向拉金属棒，使棒做初速为零的匀加速直线运动，加速度a＝1m/s2，试求： （1）第2s末安培力FA的大小； （2）在虚线方框内画出拉力F随时间t变化的图线(要标出坐标值)； （3）当拉力F＝4N时，电路消耗的电功率； （4）若拉力F的最大值为5N，流过电阻R的最大电流为多大？     答案：解答：（1）   ， （3分） （2），代入数据得到           （2分）         由此方程画出图线   （2分）        （若直接准确画出图线给4分） （3） 当F=4N时，由图线求得t =3s      此时速度v/ = at =3m/s，相应的安培力为F/安=3N，安培力的功率即为电路消耗的功率： P = F/安v/=3×3w =9w    （3分）  (4) 若拉力最大为5N，则当F安 = F时，加速度为零，此时速度最大，电路中感应电流最大，F安m = BImL，代入数据求得最大电流为Im =5A （4分）

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