Question

如图(甲)所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20 m，电阻R＝10 W，有一质量为1kg的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直，导体棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。现从t=0开始，用一水平向右的外力F沿轨道方向拉动导体棒，使之做初速度为零的匀加速直线运动，F与时间t的关系如图(乙)所示，试求：
（1）导体棒运动的加速度a。
（2）磁场的磁感应强度B。
（3）导体棒运动到第20s时，电阻R的电功率。
（4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，在其它条件不变的
情况下，简要说明磁场的磁感应强度必须满足的条件。

Answer 1

（1）1m/s²
（2）5T
（3）40W
（4）磁场随距离变化的关系：B∝

（1）F－＝ma，则a＝1m/s²。                   （3分）
（2）B＝5T                         （4分）
（3）v＝a t＝20 m/s，则P＝（F_拉－ma）v＝40W。                       （4分）
（4）根据F －＝ma，磁场随距离变化的关系：B∝。（3分）