Question

如圖所示，兩根豎直固定的足夠長的金屬導(dǎo)軌cd和ef相距L=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和PQ的質(zhì)量均為m=10^-2kg，可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動，MN桿和PQ桿的電阻均為R=0.2（豎直金屬導(dǎo)軌電阻不計），PQ桿放置在水平絕緣平臺上，整個裝置處于勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強度B=1.0T�，F(xiàn)讓MN桿在恒定拉力作用下由靜止開始向上加速運動，運動位移x=0.1m時MN桿達(dá)到最大速度，此時PQ桿對絕緣平臺的壓力恰好為零。（g取l0m/ s²）求：

（1）MN桿的最大速度為多少？

（2）當(dāng)MN桿加速度達(dá)到a=2m/s²時，PQ桿對地面的壓力為多大？

（3）MN桿由靜止到最大速度這段時間內(nèi)通過MN桿的電量為多少？

 

    

Answer 1

（1）最大速度時PQ桿受力平衡BIL = mg …………（1分）

       由閉合電路歐姆定律得E = I·2R …………（1分）

MN桿切割磁感線E = BL…………（1分）

       最大速度為= 1 m / s  …………（1分）

（2）對MN桿應(yīng)用牛頓第二定律得 

F — mg — B I₁L =  …………（2分）

       PQ桿受力平衡     F_N + BI₁L = mg …………（1分）

       得F_N = 2 ×10^-2 N …………（1分）

（3）位移x內(nèi)回路中產(chǎn)生的平均電動勢

        =…………（1分）

電流…………（1分）

        通過MN桿的電量為…………（1分）

得=0.05C…………（1分）