Question

水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接；導軌上放一質量為m的金屬桿（如左下圖），金屬桿與導軌的電阻忽略不計，均勻磁場豎直向下.用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動.當改變拉力的大小時，相對應的勻速運動速度v也會變化，v和F的關系如右下圖.（取重力加速度g=10 m/s²）

（1）金屬桿在勻速運動之前做什么運動？

（2）若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω，磁感應強度B為多大？

Answer 1

（1）變速運動（或變加速運動，加速度減小的加速運動，加速運動）

（2）1 T

解析：（1）金屬桿運動后，回路中產生感應電流，金屬桿受F和安培力的作用，且安培力隨著速度增大而增大.桿受合外力減小，故加速度減小，速度增大，所以桿做加速度減小的加速運動.

（2）感應電動勢E=vBL，感應電流I=

安培力F=IBL=

由圖線可知金屬桿受拉力、安培力和阻力作用，勻速時合力為零.

F=v+f，所以v=（F-f）

由圖象的截距可求得f=2 N

在圖象上取一值數據（6，8）代入上式得B==1 T.