Question

【題目】如圖甲所示，平行金屬導軌豎直放置，導軌間距為L＝1m，上端接有電阻R1＝3Ω，下端接有電阻R2＝6Ω，虛線OO′下方是垂直于導軌平面的勻強磁場.現將質量m＝0.1kg、電阻不計的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導軌由靜止釋放，桿下落0.2m過程中始終與導軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關系圖象如圖乙所示.求：

(1)磁感應強度B；

(2)桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q.

Answer 1

【答案】(1) 2T(2) 0.05C

【解析】

試題(1)由圖象知，桿自由下落距離是0.05 m，當地重力加速度g＝10 m/s2，則桿進入磁場時的速度（2分）

由乙圖象知，桿進入磁場時加速度a＝－g＝－10 m/s2 （1分）

由牛頓第二定律得mg－F安＝ma （2分）

回路中的電動勢E＝BLv （1分）

桿中的電流I＝（1分）

R并＝（2分）

F安＝BIL＝（1分）

得B＝＝2 T （1分）

(2)桿在磁場中運動產生的平均感應電動勢（2分）

桿中的平均電流（2分）

通過桿的電荷量（2分）

通過桿的電荷量q＝0.15 C （1分）