题目内容

(08年清华附中模拟)(10分)如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0W;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图(乙)所示,求杆的质量m和加速度a.

   

解析:

导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用v表示其速度,t表示时间,则有v=at ①……1分

杆切割磁力线,将产生感应电动势,e =Blv②……1分

 

在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流③……1分

 

杆受到的安培力为f=IBl④……1分

 

根据牛顿第二定律,有F-f=ma⑤……2分

 

联立以上各式,得⑥……2分

 

由图线上取两点代入⑥式,可解得,m=0.1 kg.……2分 

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