Question

【題目】如圖所示，平行光滑U形導軌傾斜放置，傾角θ=30°。，導軌間的距離L=1.0m，電阻R=R1=3.0Ω，電容器電容C=2×10-8C，導軌電阻不計。勻強磁場的方向垂直于導軌平面向上，磁感應強度B=2.0T，質(zhì)量m=0.4kg，電阻r=1.0Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上，現(xiàn)用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小F=5.0N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導軌向上滑行，求：

(1)金屬棒ab達到勻速運動時的速度大小（g=10m/s)；

(2)金屬棒ab從靜止開始到勻速運動的過程中通過電阻R的電荷量。

Answer 1

【答案】（1）3m/s（2）9×10－8C

【解析】試題分析：（1）對導體棒受力分析，根據(jù)平衡條件可求得電流大小，再根據(jù)閉合電路歐姆定律和E=BIL列式計算即可求得速度大�。唬�2）明確電路結(jié)構(gòu)，知道電容器兩端的電壓等于R兩端的電壓，再根據(jù)Q=UC即可求得電荷量．

（1）當金屬棒勻速運動時，由力的平衡條件可得：
解得：

感應電動勢

再根據(jù)閉合電路歐姆定律可知

聯(lián)立解得：金屬棒勻速運動時的速度

（2）當金屬棒勻速運動時，電容器兩端的電壓

電容器極板上的電荷量