Question

如图所示,水平放置的两根平行光滑金属导轨相距40 cm,质量为0.1 kg的金属杆ab垂直于导轨放于其上,导轨间接电阻R=20 Ω和电容C=500 pF,匀强磁场方向垂直于导轨平面竖直向下,磁感应强度B=1.0 T.现有水平向右的外力使ab从静止开始以加速度a=5.0 m/s²向右做匀加速运动,不计其他电阻和阻力,求:

(1)电容器中的电流;
(2)t=2 s时外力的大小.

Answer 1

(1)I_C=1×10^－9 A(2)F=0.58 N解析:(1)电容器中电流I_C= ①ΔQ=C?ΔU ②ΔU=BLΔv ③a=Δv/Δt ④由上四式可得:I_C=CBLa=1×10^－9 A. (6分)(2)v=at=10 m/s E=BLv=4 VI=E/R=0.2 A远大于电容器的充电电流,所以电容器电流可忽略不计.由牛顿第二定律:F－BIL=ma解得:F=0.58 N (6分).