Question

如圖13所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌間距l=0.20 m，電阻R=1.0 Ω.有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=0.50 T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下.現用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關系如圖14所示.求桿的質量m和加速度a.

        

圖13                                                  圖14

Answer 1

解析：導體桿在軌道上做勻加速直線運動，用v表示其速度，t表示時間，則有v=at

桿切割磁感線，將產生動生電動勢，E=Blv

在桿、軌道和電阻的閉合回路中產生電流I=

桿受到的安培力為F_安=IBl

根據牛頓第二定律，有F-F_安=ma

聯立以上各式，得F=ma+ at

由圖線上取兩點代入上式，可解得

a=10 m/s²，m=0.1 kg.

答案：a=10 m/s²  m=0.1 kg