问题
问答题
如图1所示．一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=0.20m，电阻R=1.0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度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．求杆的质量m和加速度a．
答案
导体杆在轨道上做匀加速直线运动，用υ表示其速度，t表示时间，则有：
υ=at ①
杆切割磁力线，将产生感应电动势：
E=Blυ ②
在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流
I=
③E R
杆受到的安培力的
f=BIl ④
根据牛顿第二定律，有
F-f=ma ⑤
联立以上各式，得
F=ma+
at ⑥B2l2 R
由图线上取两点代入⑥式，可解得：
a=10m/s2，m=0.1kg
故杆的质量为m=0.1kg，其加速度为a=10m/s2．