如圖1所示．一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻R=1.0Ω；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，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖2所示．求桿的質(zhì)量m和加速度a．

【答案】分析：導(dǎo)體棒運動時切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，使棒受到向左的安培力，根據(jù)感應(yīng)電流的大小寫出安培力的表達式結(jié)合牛頓第二定律求出F與t的關(guān)系式，然后將圖象上的數(shù)據(jù)代入即可求解．
解答：解：導(dǎo)體桿在軌道上做勻加速直線運動，用υ表示其速度，t表示時間，則有：
υ=at                   ①
桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：
E=Blυ                  ②
在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流
   ③
桿受到的安培力的
f=BIl   ④
根據(jù)牛頓第二定律，有
F-f=ma  ⑤
聯(lián)立以上各式，得
    ⑥
由圖線上取兩點代入⑥式，可解得：
a=10m/s2，m=0.1kg
故桿的質(zhì)量為m=0.1kg，其加速度為a=10m/s2．
點評：解答這類問題的關(guān)鍵是正確分析安培力的大小與方向，然后根據(jù)導(dǎo)體棒所處狀態(tài)列方程求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2001?江西）如圖1所示．一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻R=1.0Ω；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，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖2所示．求桿的質(zhì)量m和加速度a．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻R=1Ω，有一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN平放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=5精英家教網(wǎng)T，現(xiàn)用拉力F平行軌道方向拉金屬棒，使棒做初速為零的勻加速直線運動，加速度a=1m/s2，試求：
（1）第2s末安培力FA的大��；
（2）在2虛線方框內(nèi)畫出拉力F隨時間t變化的圖線（要標(biāo)出坐標(biāo)值）；
（3）當(dāng)拉力F=4N時，電路消耗的電功率；
（4）若拉力F的最大值為5N，流過電阻R的最大電流為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖1所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=1.0Ω；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，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一拉力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速直線運動，加速度a=2m/s2．設(shè)導(dǎo)軌無限長，測得10s末拉力F=3.2N．求：
（1）10秒末通過R電流的大��；
（2）桿的質(zhì)量m
（3）若10s內(nèi)R上所產(chǎn)生的熱量為Q=13J，求10s內(nèi)拉力F所做的功
（4）作出拉力隨時間變化的F-t圖象（不用寫出過程）（圖2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（01年全國卷）（13分）如圖1所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距=0.20m，電阻R=1.0Ω；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，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下�，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，做之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖2所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a�！　　　　�

     

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