Question

【题目】如图所示，MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨,匀强磁场的磁感线垂直导轨平面.导轨左端接阻值R=1.5Ω的电阻,电阻两端并联一电压表,垂直导轨跨接一金属杆ab，ab的质量m=0.1kg，长度为1m ,电阻r=0.5Ω.，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，导轨电阻不计,现用F=0.7N的恒力水平向右拉ab,使之从静止开始运动，经时间t=2s后，ab开始做匀速运动，此时电压表示数U=0.3V.重力加速度g=10m/s2求:

（1）ab匀速运动时速度大小;

（2）ab杆加速过程中,通过R的电荷量.

Answer 1

【答案】(1) 0.4m/s (2) 0.36C

【解析】(1)设导轨间距为L，磁感应强度为B，ab杆匀速运动的速度为v，电流为I，此时ab杆受力如图所示：

由平衡条件得：

F=μmg+ILB①

由欧姆定律得： ②

由①②解得：BL=1Tm

v=0.4m/s ③

(2)设ab加速时间为t，加速过程的平均感应电流为，由动量定理得：FtμmgtLBt=mv⑤

解得：q=t=0.36C⑥