Question

【題目】如圖所示，在水平放置的平行導(dǎo)軌（間距為0.2m）一端架放著一根質(zhì)量m=40g，長L=0.2m的金屬棒ab，導(dǎo)軌另一端通過開關(guān)與電源相連，該裝置放在高h=20cm的絕緣墊塊上。當(dāng)有豎直向下B=1T的勻強(qiáng)磁場時(shí)，接通開關(guān)（圖中末畫開關(guān)），金屬棒ab會被平拋到距導(dǎo)軌右端水平距離s=100cm處，不計(jì)一切阻力，g=10m/s2，試求：

（1）開關(guān)接通瞬間安培力對金屬棒ab做的功W？

（2）開關(guān)接通瞬間流經(jīng)金屬棒ab的電荷量q？

Answer 1

【答案】(1) 0.5J (2) 1C

【解析】

(1)棒離開水平軌道后只受重力，開始做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則有：

聯(lián)立解得：

開關(guān)接通瞬間安培力對金屬棒ab做功把電能轉(zhuǎn)化為棒的動(dòng)能，由動(dòng)能定理有：

(2)設(shè)開關(guān)接通瞬間棒通電時(shí)間為t1，末速度為v0，由動(dòng)量定理得：

化簡得：

解得：