Question

【題目】如圖所示，MN、PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導軌,勻強磁場的磁感線垂直導軌平面.導軌左端接阻值R=1.5Ω的電阻,電阻兩端并聯一電壓表,垂直導軌跨接一金屬桿ab，ab的質量m=0.1kg，長度為1m ,電阻r=0.5Ω.，ab與導軌間動摩擦因數μ=0.5，導軌電阻不計,現用F=0.7N的恒力水平向右拉ab,使之從靜止開始運動，經時間t=2s后，ab開始做勻速運動，此時電壓表示數U=0.3V.重力加速度g=10m/s2求:

（1）ab勻速運動時速度大小;

（2）ab桿加速過程中,通過R的電荷量.

Answer 1

【答案】(1) 0.4m/s (2) 0.36C

【解析】(1)設導軌間距為L，磁感應強度為B，ab桿勻速運動的速度為v，電流為I，此時ab桿受力如圖所示：

由平衡條件得：

F=μmg+ILB①

由歐姆定律得： ②

由①②解得：BL=1Tm

v=0.4m/s ③

(2)設ab加速時間為t，加速過程的平均感應電流為，由動量定理得：FtμmgtLBt=mv⑤

解得：q=t=0.36C⑥