Question

（01年全国卷）（13分）如图1所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距=0.20m，电阻R=1.0Ω；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=0.50T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，做之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图2所示。求杆的质量m和加速度a。　　　　　

     

Answer 1

 

    解析：

       导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用表示其速度，t表示时间，则有

 

                                                                 ①

 

        杆切割磁力线，将产生感应电动势，

                                                                ②

        在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流            ③

 

 杆受到的安培力为                                          ④

 

 根据牛顿第二定律，有                              ⑤

 

联立以上各式，得                            ⑥

 

由图线上取两点代入⑥式，可解得