Question

（04年上海卷） (14分)水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆(见图)，金属杆与导轨的电阻不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关系如图。(取重力加速度g=9.8m/s²)

      (1) 金属杆在匀速运动之前做作什么运动？

      (2) 若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5W，磁感应强度B为多大？

      (3) 由v－F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？

Answer 1

解析：

（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。

 （2）感应电动势                      ①

 

感应电流                               ②

 

安培力              ③

 

由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零。

 

                                         ④

 

                                           ⑤

 

          由图线可以得到直线的斜率k=2，

 

（T）                   ⑥

 

（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，

 

f=2（N）                                       ⑦

 

若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数

 

                                               ⑧