(2001?江西)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(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(jì),整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng),測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示.求桿的質(zhì)量m和加速度a.
分析:導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dá)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(yùn)動(dòng),用υ表示其速度,t表示時(shí)間,則有:
υ=at                   ①
桿切割磁力線,將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢:
E=Blυ                  ②
在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流
I=
E
R
   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
F=ma+
B2l2
R
at
    ⑥
由圖線上取兩點(diǎn)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(diǎn)評(píng):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.
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mg+Fsinα
mg+Fsinα

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qm

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(2001?江西)如圖所示,虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,ab=2bc,磁場方向垂直于紙面;實(shí)線框a′b′c′d′是一正方形導(dǎo)線框,a′b′邊與ab邊平行.若將導(dǎo)線框勻速地拉離磁場區(qū)域,以W1表示沿平行于ab的方向拉出過程中外力所做的功,W2表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過程中外力所做的功,則( 。

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(2001?江西)如圖,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,已知q1與q2之間的距離為l1,q2與q3之間的距離為l2,且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài).
(1)如q2為正電荷,則q1
負(fù)
負(fù)
電荷,q3
負(fù)
負(fù)
電荷.
(2)q1、q2、q3三者電量大小之比是
(
l1+l2
l2
)2
(
l1+l2
l2
)2
1
1
(
l1+l2
l1
)2
(
l1+l2
l1
)2

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