Question

【题目】如图甲，两光滑平行金属长导轨a、b与水平面间的夹角θ＝30°，相距L＝1.0m，a、b下端连接阻值R＝1.0Ω的电阻，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一质量m＝0.20kg、阻值r＝0.50Ω的金属棒垂直于导轨放置，与导轨平行的绝缘细线跨过光滑定滑轮连接金属棒与质量M＝0.30kg的物体，细线处于伸直状态。t=0时，对物体施加向下的力F，使物体由静止开始运动，t1=0.3s时撤去F，金属棒沿导轨向上滑行的速度v与时间t之间的关系如图乙。不计导轨电阻，取重力加速度g＝10m/s2。求：

(1)0～0.3s内通过导体棒的电荷量q；

(2)0～0.6s内物体与金属棒机械能的变化量。

Answer 1

【答案】(1)q=0.3C (2)

【解析】(1)电荷量

联立解得：

设0～0.3s内，棒的位移为x1

△Φ=BLx

代入数据得q=0.3C

(2)设物体0.3s～0.6s内位移为x2，0～0.6s内，

由能量守恒

x2=vt2

代入数据得WF + W安=0.45J

故0～0.6s内，该系统机械能减少了0.45J