Question

【題目】如圖甲所示，一對(duì)間距為l=20cm的平行光滑導(dǎo)軌放在水平面上，導(dǎo)軌的左端接R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌上垂直放置一導(dǎo)體桿，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。桿在沿導(dǎo)軌方向的拉力F作用下做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。桿及兩導(dǎo)軌的電阻均可忽略不計(jì)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，則桿的加速度大小和質(zhì)量分別為( )

A. 20m/s2 0.5kg B. 20m/s2 0.1kg C. 10m/s2 0.5kg D. 10m/s2 0.1kg

Answer 1

【答案】D

【解析】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表示時(shí)間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：，閉合回路中的感應(yīng)電流為，由安培力公式和牛頓第二定律得：，由以上三式得，在乙圖線上取兩點(diǎn)，，，代入聯(lián)立方程得： ，，選項(xiàng)D正確。故選D.