[题目]如图所示.水平放置的两平行金属导轨间距l=2m.虚线CD左侧的轨道光滑.右侧粗糙,导轨右侧两端点与匝数N=200.横截面积S=100cm2.总电阻r=0. 25Ω的线圈相连.另有一金属棒PQ垂直搁置在导轨上.距离CD为0.6m,垂直放置在导轨左端的金属棒MN通过水平绝缘轻杆固定.两金属棒的质量均为m=0.1kg.电阻均为R=0.5Ω,MNDC区域存在竖直向上的匀强磁� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，水平放置的两平行金属导轨间距l=2m，虚线CD左侧的轨道光滑，右侧粗糙；导轨右侧两端点与匝数N=200、横截面积S=100cm2、总电阻r=0. 25Ω的线圈相连，另有一金属棒PQ垂直搁置在导轨上，距离CD为0.6m；垂直放置在导轨左端的金属棒MN通过水平绝缘轻杆固定，两金属棒的质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.5Ω；MNDC区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度T．在t=0时刻，闭合电键K，同时金属棒PQ以1m/s的初速度向左运动，同时线圈内磁场的磁感应强度B1随时间t的变化符合以下规律：．两金属棒与导轨始终接触良好，PQ棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.1，导轨电阻不计．

(1)通过定量计算分析4s内导体棒PQ的运动情况；

(2)计算4s内通过金属棒PQ的电荷量大小；

(3)2～4s内绝缘轻杆右端受到的弹力大小和方向？

【答案】(1)停在CD线右侧0. 10m处 (2) (3)N，方向向左

【解析】

（1）金属棒PQ先在无磁场区域做匀减速运动，据

μmg=ma

得

a=1m/s2

减速到0所需的时间

滑行位移

之后一直保持静止，停在CD线右侧0. 10m处

（2）0～2s内PQ棒中无电流，2～4s内线圈中产生的电动势

则

（3）MN棒所受的安培力：

由平衡条件可知绝缘轻杆对金属棒MN的弹力

根据牛顿第三定律，棒对绝缘轻杆（右端）所受弹力N，方向向左．

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