题目内容

2003·江苏)如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10/m,导轨的端点PQ用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在PQ端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力.

 

 

答案:见详解
解析:

a表示金属杆运动的加速度,在t时刻,金属杆与初始位置的距离,此时杆的速度v=at

  这时,杆与导轨构成的回路的面积S=Ll

  回路中的感应电动势

  而 

  回路的总电阻R=2Lr0

  回路中的感应电流

  作用于杆的安培力F=Bli

  解得

  代入数据为F=1.44×10-3N

 


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