题目内容
【题目】如图所示，平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=30°。，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=R1=3.0Ω，电容器电容C=2×10-8C，导轨电阻不计。匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=2.0T，质量m=0.4kg，电阻r=1.0Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小F=5.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，求：
(1)金属棒ab达到匀速运动时的速度大小（g=10m/s)；
(2)金属棒ab从静止开始到匀速运动的过程中通过电阻R的电荷量。
【答案】（1）3m/s（2）9×10－8C
【解析】试题分析：（1）对导体棒受力分析，根据平衡条件可求得电流大小，再根据闭合电路欧姆定律和E=BIL列式计算即可求得速度大小；（2）明确电路结构，知道电容器两端的电压等于R两端的电压，再根据Q=UC即可求得电荷量．
（1）当金属棒匀速运动时，由力的平衡条件可得： 
解得： 
感应电动势
再根据闭合电路欧姆定律可知
联立解得：金属棒匀速运动时的速度
（2）当金属棒匀速运动时，电容器两端的电压
电容器极板上的电荷量
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