如图a所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω.有一导体静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处

发布时间:2020-08-09 12:51:37

如图a所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω.有一导体静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之作匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图b所示.
(1)在图b中画出安培力F安大小与时间t的关系图线;
(2)求出杆的质量m和加速度a.

网友回答

解:(1)对杆应用牛顿定律,
得F-F安=ma
安培力的大小 F安=BIL
感应电流的大小
杆的速度的大小 υ=at
由以上各式得:
所以安培力F安大小与时间t的关系图线如图所示.
(2)分别把t1=0、F1=2N及t1=10s、F1=3N代入上式解得
杆的质量为 m=0.2kg,
杆的加速度为 a=10m/s2.
解析分析:(1)由于拉杆做的是匀加速运动,对拉杆受力分析,拉杆受到安培力和拉力的作用,杆的速度越来越大,受到的安培力也逐渐变大,所以拉力的大小也要逐渐的增加;
(2)根据杆的受力,由牛顿第二定律可以求得杆的质量的大小和加速度的大小.

点评:杆做匀加速直线运动,速度在不断的增加,杆受到的安培力的大小也在增加,由牛顿第二定律可知,杆受到的拉力的大小也是要逐渐增加的.
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