Question

如圖1所示. 一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l＝0.20m，電阻R＝1.0；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下. 現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示. 求桿的質(zhì)量m的加速度a .

          

Answer 1

解：導(dǎo)體桿在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用表示其速度，t表示時(shí)間，則有：=at

桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)熱： =Bl                                                       

在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流：                                                 

桿受到的安培力的：f=Ibl                                                                                      

根據(jù)牛頓第二定律，有：F－f=ma                                                                         

聯(lián)立以上各式，得：                                                                

由圖線上取兩點(diǎn)代入⑥式，可解得：a=10m/s，m=0.1kg