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水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如左下图),金属杆与导轨的电阻忽略不计,均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如右下图.(取重力加速度g=10 m/s2

(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?

(2)若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω,磁感应强度B为多大?

答案

(1)变速运动(或变加速运动,加速度减小的加速运动,加速运动)

(2)1 T

解析:(1)金属杆运动后,回路中产生感应电流,金属杆受F和安培力的作用,且安培力随着速度增大而增大.杆受合外力减小,故加速度减小,速度增大,所以杆做加速度减小的加速运动.

(2)感应电动势E=vBL,感应电流I=

安培力F=IBL=

由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用,匀速时合力为零.

F=v+f,所以v=(F-f)

由图象的截距可求得f=2 N

在图象上取一值数据(6,8)代入上式得B==1 T.

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