Question

【題目】如圖所示，水平放置的兩平行金屬導軌間距l=2m，虛線CD左側(cè)的軌道光滑，右側(cè)粗糙；導軌右側(cè)兩端點與匝數(shù)N=200、橫截面積S=100cm2、總電阻r=0. 25Ω的線圈相連，另有一金屬棒PQ垂直擱置在導軌上，距離CD為0.6m；垂直放置在導軌左端的金屬棒MN通過水平絕緣輕桿固定，兩金屬棒的質(zhì)量均為m=0.1kg，電阻均為R=0.5Ω；MNDC區(qū)域存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度T．在t=0時刻，閉合電鍵K，同時金屬棒PQ以1m/s的初速度向左運動，同時線圈內(nèi)磁場的磁感應強度B1隨時間t的變化符合以下規(guī)律：．兩金屬棒與導軌始終接觸良好，PQ棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，導軌電阻不計．

(1)通過定量計算分析4s內(nèi)導體棒PQ的運動情況；

(2)計算4s內(nèi)通過金屬棒PQ的電荷量大��；

(3)2～4s內(nèi)絕緣輕桿右端受到的彈力大小和方向？

Answer 1

【答案】(1)停在CD線右側(cè)0. 10m處 (2) (3)N，方向向左

【解析】

（1）金屬棒PQ先在無磁場區(qū)域做勻減速運動，據(jù)

μmg=ma

得

a=1m/s2

減速到0所需的時間

滑行位移

之后一直保持靜止，停在CD線右側(cè)0. 10m處

（2）0～2s內(nèi)PQ棒中無電流，2～4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢

V

則

A

C

（3）MN棒所受的安培力：

N

由平衡條件可知絕緣輕桿對金屬棒MN的彈力

N

根據(jù)牛頓第三定律，棒對絕緣輕桿（右端）所受彈力N，方向向左．