Question

(12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，如图甲所示，金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力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也会变化，v与F的关系如图乙所示.(取重力加速度g=10m/s²)

(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？

(2)若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω；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

（12分）解：（1）变速运动（变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动都可以给分）．…………………………………………………………（2分）

（2）感应电动势…………………………………………（1分）

感应电流…………………………………………………………（1分）

安培力…………………………………………（1分）

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．

…………………………………………（2分）

由图线可以得到直线的斜率k=2，…………………………………（1分）

（不求斜率，利用代入数据的方法也给这1分）

解得：B=1T …………………………………………………………（2分）

（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2（N）

若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力，可求得动摩擦因数

（答出一项就给这2分）………………………………（2分）