如图1所示,一对足够长的平行光滑导轨放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,定值电阻阻值R=1.0Ω.有一金属杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直且接触良好,金属杆与轨道的电阻

◎ 题目

如图1所示,一对足够长的平行光滑导轨放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,定值电阻阻值R=1.0Ω.有一金属杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直且接触良好,金属杆与轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示.求:


(1)杆的质量m和加速度
(2)在杆从静止开始运动的20s的时间内,通过电阻R的电量.
 

◎ 答案

(1)0.1kg ,10m/s2(2)200C

◎ 解析


(1)以金属杆为研究对象,电磁感应定律、牛顿运动定律和匀加速运动公式,并结合闭合电路欧姆定律,有

F–IlB=ma
v=at

由图线上取两点坐标(0s,1N)和(20s,3N)代入方程
解得:a=10m/s2;m=0.1kg
(2)在杆从静止开始运动的20s的时间内,根据法拉第电磁感应定律,有

所以,通过电阻R的电量200C

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图1所示,一对足够长的平行光滑导轨放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,定值电阻阻值R=1.0Ω.有一金属杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直且接触良好,金属杆与轨道的电阻…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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