问题 计算题

如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内,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,并与框架接触良好以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从x0=1m处以v0=2m/s的初速度,沿x轴负方向做a=2m/s2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:先算出经过0.4s金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入求结果。

答案

解:(1)金属棒仅受安培力作用,其大小F=ma=0.1×2=0.2N

金属棒运动0.5m,框架中产生的焦耳热等于克服安培力做的功

所以Q= Fs=0.2×0.5=0.1J

(2)金属棒所受安培力为F=BIL 

所以

由于棒做匀减速直线运动

所以

(3)错误之处是把0.4s时回路内的电阻R代入进行计算

正确的解法是q= It ,因为F= BIL= ma

所以

选择题
单项选择题