题目内容
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、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0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,杆的加速度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0.2 m的过程中通过电阻R2的电荷量q.
![]()
(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v==1 m/s ①(2分)
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10m/s2 ②(1分)
由牛顿第二定律得mg-F安= m a ③(1分)
回路中的电动势E=BLv ④ (1分)
杆中的电流I = ⑤(1分)
R并= ⑥(1分)
F安= BIL = ⑦(1分)
得
⑧(1分)
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势= ⑨(1分)
杆中的平均电流= ⑩(1分)
通过杆的电荷量Q=·Δt ⑪(1分)
通过R2的电量q = Q= 0.05 C ⑫(2分)
【解析】略