题目内容
【题目】如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.
【答案】(1) 2T(2) 0.05C
【解析】
试题(1)由图象知,杆自由下落距离是0.05 m,当地重力加速度g=10 m/s2,则杆进入磁场时的速度(2分)
由乙图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2 (1分)
由牛顿第二定律得mg-F安=ma (2分)
回路中的电动势E=BLv (1分)
杆中的电流I=(1分)
R并=(2分)
F安=BIL=(1分)
得B==2 T (1分)
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势(2分)
杆中的平均电流(2分)
通过杆的电荷量(2分)
通过杆的电荷量q=0.15 C (1分)
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