Question

20.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＝0.20 m，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＝0.50 T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和加速度a.

Answer 1

20.參考解答：

　 導(dǎo)體桿在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用v表示其速度，t表示時(shí)間，則有　　　　v=at                                                                                                       ①

 桿切割磁力線，將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，

=Blv                                                                                 ②

     在桿、軌道和電阻的閉合回路中產(chǎn)生電流

I=                                                                                    ③

     桿受到的安培力為f=IBl                                                           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+at                                               ⑥

     由圖線上取兩點(diǎn)代入⑥式，可解得

a=10 m/s，m=0.1 kg.