Question

【题目】如图所示，在水平放置的平行导轨（间距为0.2m）一端架放着一根质量m=40g，长L=0.2m的金属棒ab，导轨另一端通过开关与电源相连，该装置放在高h=20cm的绝缘垫块上。当有竖直向下B=1T的匀强磁场时，接通开关（图中末画开关），金属棒ab会被平抛到距导轨右端水平距离s=100cm处，不计一切阻力，g=10m/s2，试求：

（1）开关接通瞬间安培力对金属棒ab做的功W？

（2）开关接通瞬间流经金属棒ab的电荷量q？

Answer 1

【答案】(1) 0.5J (2) 1C

【解析】

(1)棒离开水平轨道后只受重力，开始做平抛运动，运动时间为t2，则有：

联立解得：

开关接通瞬间安培力对金属棒ab做功把电能转化为棒的动能，由动能定理有：

(2)设开关接通瞬间棒通电时间为t1，末速度为v0，由动量定理得：

化简得：

解得：