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如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r=0.10Ω/...

如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r=0.10Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直.在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力.

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根据杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,运用运动学公式表示出金属杆与初始位置的距离和杆的速度, 回路中的感应电动势既有动生还有感生,而且是加强,表示出回路中的感应电动势,求出电流,求出安培力. 【解析】 用a表示金属杆的加速度,在t时刻,金属杆与初始位置的距离L=at2, 此时杆的速度v=at, 这时,杆与导轨构成的回路的面积S=Ll,回路中的感应电动势 , 回路总电阻R=2Lr, 回路感应电流I=,作用于杆的作用力F=BlI, 解得, 带入数据得F=1.44×10-3N 答:在t=6.0s时金属杆所受的安培力是1.44×10-3N
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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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