Question

如圖所示,水平放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌相距40 cm,質(zhì)量為0.1 kg的金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放于其上,導(dǎo)軌間接電阻R=20 Ω和電容C=500 pF,勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T.現(xiàn)有水平向右的外力使ab從靜止開始以加速度a=5.0 m/s²向右做勻加速運(yùn)動,不計(jì)其他電阻和阻力,求:

(1)電容器中的電流;
(2)t=2 s時(shí)外力的大小.

Answer 1

(1)I_C=1×10^－9 A(2)F=0.58 N解析:(1)電容器中電流I_C= ①ΔQ=C?ΔU ②ΔU=BLΔv ③a=Δv/Δt ④由上四式可得:I_C=CBLa=1×10^－9 A. (6分)(2)v=at=10 m/s E=BLv=4 VI=E/R=0.2 A遠(yuǎn)大于電容器的充電電流,所以電容器電流可忽略不計(jì).由牛頓第二定律:F－BIL=ma解得:F=0.58 N (6分).