Question

如圖甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)＝0.20 m，電阻R＝1.0 Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻均可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直軌道向下。現(xiàn)用某外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。求：

（1）桿的質(zhì)量；
（2）桿加速度的大小。

Answer 1

（1）0.1 kg （2）10 m/s²

試題分析：導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，用v 表示瞬時(shí)速度，t表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Blv＝Blat 
閉合回路中的感應(yīng)電流I＝
由牛頓第二定律得F－BIl＝ma
解得F＝ma＋at
在題中圖乙圖象上選取兩點(diǎn)t₁＝0，F(xiàn)₁＝1 N；t₂＝30 s，F(xiàn)₂＝4 N代入上式，
解得a＝10 m/s²
m＝0.1 kg