如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L = 1m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m = 0.25kg 、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B = 0.25T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图(b)所示.
(1)求导体棒运动的加速度;
(2)求第5s末外力F的瞬时功率.
【答案】(1) 2 m/s2 (2) 17.5 W
【解析】(1) ,U∝v,因U随时间均匀变化,
故v也随时间均匀变化,金属杆做匀加速直线运动.
解得:
(2)
P=Fv=(0.25t+0.5)at=17.5W