问题
计算题
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求:
小题1:磁感应强度B;
小题2:杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.
答案
小题1:2 T.
小题2:0.05 C
(1)(7分)由图象知,杆自由下落距离是0.05 m,当地重力加速度g=10 m/s2,则杆进入磁场时的速度v==1 m/s
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2
由牛顿第二定律得mg-F安=ma
回路中的电动势E=BLv
杆中的电流I=
R并=
F安=BIL=
得B= =2 T.
(2)(4分)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势=
杆中的平均电流=
通过杆的电荷量Q=·Δt
通过R2的电荷量q=Q=0.05 C.