Question

【题目】如图甲所示，平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨间距L=0.5m，导轨左端M、P间接有一定值电阻，导体棒ab质量m=0.2kg，与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端d=1m处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计。整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t=0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，在0~3s内导体棒被固定，3s后释放导体棒，t=1s时棒所受到的安培力F1=0.05N。不计感应电流磁场的影响，取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）求定值电阻的阻值R；

（2）若t=4s时，突然使ab棒获得向右的速度v=20m/s，求此时导体棒的加速度大小a。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】(1)0~3s内导体棒被固定，由图乙知：

故感应电动势

感应电流

t=1s时导体棒所受到的安培力

解得：

(2)导体棒与轨道间的摩擦力

t=4s时，感应电动势

感应电流

导体棒所受到的安培力

由牛顿定律有：

解得：