综合题13.0分
物理

如图甲所示,宽L=0.5m、倾角θ=30°的金属长导轨上端安装有R=1Ω的电阻。在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场,磁感应强度B按图乙所示规律变化。一根质量m=0.1kg的金属杆垂直轨道放置,距离电阻x=1m。t=0时由静止释放,金属杆最终以υ=0.4m/s速度沿粗糙轨道向下匀速运动。除R外其余电阻均不计,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求:

42.当金属杆匀速运动时电阻R上的电功率为多少?

43.某时刻(t >0.5s)金属杆下滑速度为0.2m/s,此时的加速度多大?

44.金属杆何时开始运动?

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

0.04W;

解析

匀速时磁感应强度应无变化,B=1T

A……2分

W……2分

考查方向

电磁感应定律,牛顿第二定律的综合应用

解题思路

匀速运动时,磁感应强度不变,利用公式求解功率;在判断物体的运动情况时,结合牛顿第二定律列式求解。

易错点

结合受力分析安段金属棒的运动情况

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

匀速时

N

N……2分

速度为0.2m/s时,N ……1分

   =0.5m/s2……2分

考查方向

电磁感应定律,牛顿第二定律的综合应用

解题思路

匀速运动时,磁感应强度不变,利用公式求解功率;在判断物体的运动情况时,结合牛顿第二定律列式求解。

易错点

结合受力分析安段金属棒的运动情况

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

在0.5s后感应电流消失的瞬间才开始下滑

解析

由图b可知:释放瞬间磁场变化率k=1T/s,

感应电流A

安培力N

由于,所以开始释放时金属杆无法下滑……3分

在0.5s内,安培力不断增加,范围0.125-0.25N,所以在0.5s前金属杆无法运动。

金属杆在0.5s后感应电流消失的瞬间才开始下滑。……2分

考查方向

电磁感应定律,牛顿第二定律的综合应用

解题思路

匀速运动时,磁感应强度不变,利用公式求解功率;在判断物体的运动情况时,结合牛顿第二定律列式求解。

易错点

结合受力分析安段金属棒的运动情况