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.

 

【答案】

(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= 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=                                       ⑥(1分)

F= BIL =                                 ⑦(1分)

                            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

 

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