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如图1所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1...

如图1所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示.求杆的质量m和加速度a.
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导体棒运动时切割磁感线产生感应电流,使棒受到向左的安培力,根据感应电流的大小写出安培力的表达式结合牛顿第二定律求出F与t的关系式,然后将图象上的数据代入即可求解. 【解析】 导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用υ表示其速度,t表示时间,则有: υ=at                   ① 杆切割磁力线,将产生感应电动势: E=Blυ                  ② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流    ③ 杆受到的安培力的 f=BIl   ④ 根据牛顿第二定律,有 F-f=ma  ⑤ 联立以上各式,得     ⑥ 由图线上取两点代入⑥式,可解得: a=10m/s2,m=0.1kg 故杆的质量为m=0.1kg,其加速度为a=10m/s2.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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