Question

如图所示，光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，轨道间距为0. 2 m，金属杆ab的质量为0. 1 kg，电容器电容为0.5 F，耐压足够大，因为理想电流表，导轨与杆接触良好，各自的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度大小为0.5 T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。现用水平外力F拉ab向右运动，使电流表示数恒为0. 5 A。

（1）求t=2s时电容器的带电量。

（2）说明金属杆做什么运动。

（3）求t=2s时外力做功的功率。

Answer 1

（1）=1 C

（2）电流恒定，a恒定，即金属杆做匀加速直线运动

（3）21 W。

解析:

（1）C=1 C

（2）设杆某时刻的速度为v，此时电容器的电压

电容器的电量

电流恒定，a恒定，即金属杆做匀加速直线运动

（3）

由牛顿第二定律得

=1.05 N

由公式得W =21 W。