题目内容

(2013·天津宝坻高三模拟,11题)(18分)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=3,下端接有电阻R2=6,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,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过程中通过金属杆的电荷量q.

    

 


【答案】见解析

【解析】(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  (2分)

由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2     (1分)

由牛顿第二定律得mgFma   (2分)

回路中的电动势EBLv          (1分)

杆中的电流I                (1分)

R          (2分)

FBIL      (1分)

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q·Δt     (2分)

通过杆的电荷量q=0.15 C   (1分)

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