Question

如圖(甲)所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L＝0.20 m，電阻R＝10 W，有一質量為1kg的導體棒平放在軌道上并與兩軌道垂直，導體棒及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中。現從t=0開始，用一水平向右的外力F沿軌道方向拉動導體棒，使之做初速度為零的勻加速直線運動，F與時間t的關系如圖(乙)所示，試求：

（1）導體棒運動的加速度a。

（2）磁場的磁感應強度B。

（3）導體棒運動到第20s時，電阻R的電功率。

（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導體棒以該加速度做勻加速運動，在其它條件不變的

情況下，簡要說明磁場的磁感應強度必須滿足的條件。

Answer 1

（1）1m/s²

（2）5T

（3）40W

（4）磁場隨距離變化的關系：B∝

解析:

（1）F－＝ma，則a＝1m/s²。                    （3分）

（2）B＝5T                          （4分）

（3）v＝a t＝20 m/s，則P＝（F_拉－ ma ）v＝40W。                        （4分）

（4）根據F －＝ma，磁場隨距離變化的關系：B∝。 （3分）