1. 如图甲所示为足够长的两平行金属导轨,间距 , 与水平面之间的夹角 , 匀强磁场磁感应强度 , 垂直于导轨平面向上,间接有电流传感器,质量、阻值的金属杆垂直导轨放置,它与导轨的动摩擦因数 , 如图所示。用外力F沿导轨平面向上拉金属杆 , 使由静止开始运动并开始计时,电流传感器显示回路中的电流I随时间t变化的图像如图乙所示,0~3s,拉力做的功为225J,除导体棒电阻外,其它电阻不计。取。求:

(1)0~3s内金属杆运动的位移;

(2)0~3s内F随t变化的关系;。

【考点】
电磁感应中的动力学问题;
【答案】

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2. 如图甲所示,一倾角为的绝缘光滑斜面固定在水平地面上,其顶端与两根相距为的水平光滑平行金属导轨相连,其末端装有挡板。另一倾角、宽度也为的倾斜光滑平行金属直导轨顶端接一电容的不带电电容器。倾斜导轨与水平导轨在处绝缘连接(处两导轨间绝缘物质未画出),两导轨均处于一竖直向下的匀强磁场中。从导轨上某处静止释放一金属棒 , 滑到后平滑进入水平导轨,并与电容器断开,此刻记为时刻,同时开始在上施加水平向右拉力继续向右运动,之后始终与水平导轨垂直且接触良好;时,与挡板相碰,碰撞时间极短,碰后立即被锁定。另一金属棒的中心用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与斜面底端的物块相连;初始时绳子处于拉紧状态并与垂直,滑轮左侧细绳与斜面平行,右侧与水平面平行。后的速度-时间图线如图乙所示,其中1-2s段为直线,棒始终与导轨接触良好。均平行。已知:磁感应强度大小的质量均为0.4kg,无电阻,电阻为;导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力均忽略不计;整个运动过程未与滑轮相碰,未运动到处,图甲中水平导轨上的虚线表示导轨足够长。 , 图乙中为一常数,。求:

(1) 刚滑到倾斜轨道时的加速度大小(电容器工作正常,结果保留1位小数);
(2) 在1~2s时间段内,棒的加速度大小和细绳对的拉力大小;
(3) 时,棒上拉力的瞬时功率;
(4) 在2~3s时间段内,棒滑行的距离。
解答题 困难