Question

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

（1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？

（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω；磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)

（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(dòng)摩擦力，由截距可求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．4．

【解析】試題分析：（1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前，水平方向受到拉力F和向左的滑動(dòng)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(dòng)摩擦力之和，

金屬桿做加速運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)之前做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)．

（2）桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電流，桿所受的安培力，

當(dāng)桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)摩擦力，則得；