Question

【题目】如图甲所示，足够长的两金属导轨MN、PQ水平平行固定，两导轨电阻不计，且处在竖直向上的磁场中，完全相同的导体棒a、b垂直放置在导轨上，并与导轨接触良好，两导体棒的电阻均为R=0.5Ω,且长度刚好等于两导轨间距L,两导体棒的间距也为L,开始时磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，当t=0.8s时导体棒刚好要滑动。已知L=1m,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：

（1）每根导体棒与导轨间的滑动摩擦力的大小及0.8s内整个回路中产生的焦耳热；

（2）若保持磁场的磁感应强度B=0.5T不变，用如图丙所示的水平向右的力F拉导体棒b,刚开始一段时间内b做匀加速直线运动，一根导体棒的质量为多少?

（3）在（2）问条件下a导体棒经过多长时问开始滑动?

Answer 1

【答案】（1）0.2J（2）m=0.5kg（3）2s

【解析】（1）开始时磁场的磁感应强度按图乙所示变化，

则回路中电动势

电路中的电流

当时

回路中产生的焦耳热

（2）磁场的磁感应强度保持B=0.5T不变，在a运动之前，对b棒施加如图丙所示的水平向右的拉力，根据牛顿第二定律，即

得，

求得，导棒的质量

（3）当导棒a刚好要滑动时， ，求得，此时b运动的时间