Question

【題目】水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，問距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接；導軌上放一質量為m的金屬桿（見右上圖），金屬桿與導軌的電阻忽略不計；均勻磁場豎直向下.用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動.當改變拉力的大小時，相對應的勻速運動速度v也會變化，v與F的關系如右下圖。（取重力加速度g=10m/s2）

（1）金屬桿在勻速運動之前做什么運動？

（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω；磁感應強度B為多大？

（3）由v—F圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？

Answer 1

【答案】（1）加速度減小的加速運動

（2）1 T

（3）由直線的截距可以求得金屬桿受到的阻力f="2" N,若金屬桿受到的阻力僅為動摩擦力，由截距可求得動摩擦因數μ=0．4．

【解析】試題分析：（1）金屬桿在勻速運動之前，水平方向受到拉力F和向左的滑動摩擦力f和安培力，

由可知，安培力大小與速度大小成正比，開始階段，拉力大于安培力和滑動摩擦力之和，

金屬桿做加速運動，隨著速度的增大，安培力增大，合力減小，加速度減小，故金屬桿在勻速運動之前做加速度減小的變加速直線運動．

（2）桿產生的感應電動勢，感應電流，桿所受的安培力，

當桿勻速運動時，合力為零，則有，代入得，則得，

由圖線2得直線的斜率,則得，解得；

（3）v-F圖象橫軸截距表示物體受到的摩擦力；

由圖示圖象可知，由圖象的截距得，滑動摩擦力，則得；