Question

【題目】如圖所示，MN、PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直導(dǎo)軌平面.導(dǎo)軌左端接阻值R=1.5Ω的電阻,電阻兩端并聯(lián)一電壓表,垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿ab，ab的質(zhì)量m=0.1kg，長(zhǎng)度為1m ,電阻r=0.5Ω.，ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，導(dǎo)軌電阻不計(jì),現(xiàn)用F=0.7N的恒力水平向右拉ab,使之從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t=2s后，ab開始做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電壓表示數(shù)U=0.3V.重力加速度g=10m/s2求:

（1）ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小;

（2）ab桿加速過(guò)程中,通過(guò)R的電荷量.

Answer 1

【答案】(1) 0.4m/s (2) 0.36C

【解析】(1)設(shè)導(dǎo)軌間距為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，電流為I，此時(shí)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(shè)ab加速時(shí)間為t，加速過(guò)程的平均感應(yīng)電流為，由動(dòng)量定理得：FtμmgtLBt=mv⑤

解得：q=t=0.36C⑥