Question

【題目】如題甲圖所示，兩相距L＝1m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與阻值R＝1Ω的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線(xiàn)右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m＝0.1kg的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略。桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌垂直，其v﹣t圖象如圖所示。在10s末撤去拉力，同時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，使金屬桿中電流為零。金屬桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌間摩擦力保持不變。求：

（1）金屬桿所受的拉力的大��；

（2）0﹣10s內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

Answer 1

【答案】（1）0.08N （2）T

【解析】

(1)0﹣5s內(nèi)金屬桿未進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)牛頓第二定律得：F﹣μmg＝ma1

由圖可知

10～15s內(nèi)金屬桿水平方向僅在摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)，由圖可知

根據(jù)牛頓第二定律得：μmg＝ma2

聯(lián)立解得：

F＝0.08N

(2)在5～10s時(shí)間段桿在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，因此有：F＝μmg+F安

又 F安＝B0IL

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：