Question

如圖1所示. 一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l＝0.20m，電阻R＝1.0；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，整個裝置處于磁感強度B＝0.50T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2所示. 求桿的質量m的加速度a .

          

Answer 1

解：導體桿在軌道上做勻加速直線運動，用表示其速度，t表示時間，則有：=at

桿切割磁力線，將產生感應電動熱： =Bl                                                       

在桿、軌道和電阻的閉合回路中產生電流：                                                 

桿受到的安培力的：f=Ibl                                                                                      

根據牛頓第二定律，有：F－f=ma                                                                         

聯立以上各式，得：                                                                

由圖線上取兩點代入⑥式，可解得：a=10m/s，m=0.1kg