物理
(2010·上海物理)(14分)如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从 处以 的初速度,沿x轴负方向做 的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求: (1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的

2019-04-18

(2010·上海物理)(14分)如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从 处以 的初速度,沿x轴负方向做 的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:

(1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;
(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;
(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入
q=

求解指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
优质解答
(1) (2) (3)见解析

(1)
因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL
,所以
,得
所以
(2) ,得 ,所以
(3)错误之处:因框架的电阻非均匀分布,所求 是0.4s时回路内的电阻R,不是平均值。
正确解法:因电流不变,所以
本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度:难。
(1) (2) (3)见解析

(1)
因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL
,所以
,得
所以
(2) ,得 ,所以
(3)错误之处:因框架的电阻非均匀分布,所求 是0.4s时回路内的电阻R,不是平均值。
正确解法:因电流不变,所以
本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度:难。
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