Question

如圖所示，光滑平行金屬導軌固定在絕緣水平面上，軌道間距為0. 2 m，金屬桿ab的質量為0. 1 kg，電容器電容為0.5 F，耐壓足夠大，因為理想電流表，導軌與桿接觸良好，各自的電阻忽略不計。整個裝置處于磁感應強度大小為0.5 T，方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中。現用水平外力F拉ab向右運動，使電流表示數恒為0. 5 A。

（1）求t=2s時電容器的帶電量。
（2）說明金屬桿做什么運動。
（3）求t=2s時外力做功的功率。

Answer 1

（1）="1" C
（2）電流恒定，a恒定，即金屬桿做勻加速直線運動
（3）21 W。

（1）C="1" C
（2）設桿某時刻的速度為v，此時電容器的電壓
電容器的電量

電流恒定，a恒定，即金屬桿做勻加速直線運動
（3）
由牛頓第二定律得
=1.05 N

由公式得W ="21" W。