Question

（01年全國卷）（13分）如圖1所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距=0.20m，電阻R=1.0Ω；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下。現用一外力F沿軌道方向拉桿，做之做勻加速運動，測得力F與時間t的關系如圖2所示。求桿的質量m和加速度a。　　　　　

     

Answer 1

 

    解析：

       導體桿在軌道上做勻加速直線運動，用表示其速度，t表示時間，則有

 

                                                                 ①

 

        桿切割磁力線，將產生感應電動勢，

                                                                ②

        在桿、軌道和電阻的閉合回路中產生電流            ③

 

 桿受到的安培力為                                          ④

 

 根據牛頓第二定律，有                              ⑤

 

聯立以上各式，得                            ⑥

 

由圖線上取兩點代入⑥式，可解得