Question

如圖甲所示，不計電阻的“U”形光滑導體框架水平放置，框架中間區域有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B＝1.0T，有一導體桿AC橫放在框架上，其質量為m＝0.10kg，電阻為R＝4.0Ω。現用細繩栓住導體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質量為M＝0.30kg，電動機的內阻為r＝1.0Ω。接通電路后，電壓表的示數恒為U＝8.0V，電流表的示數恒為I＝1.0A，電動機牽引原來靜止的導體桿AC平行于EF向右運動，其運動的位移—時間圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2。求：勻強磁場的寬度；

Answer 1

解析:

由圖可知，在t＝1.0s后，導體桿做勻速運動，且運動速度大小為：

　　…………2分

此時，對導體AC和物體D受力分析，有：，； ……2分

對電動機，由能量關系，有：   ……2分

由以上三式，可得：，　　

再由、及，……2分

得：  ……2分

（或由及求解）