问题标题:
【如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有定值电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OOˊ下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻不计】
问题描述:

如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有定值电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OOˊ下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆MN从OOˊ上方某处垂直导轨放置后由静止释放,杆下落0.2m过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示(金属杆运动过程中始终与导轨保持良好接触)。求:

(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q;

车录锋回答:
  (1)B=2T;(2)q=0.05C。   (1)由图象知,杆自由下落距离是0.05m,当地重力加速度g=10m/s2,则杆进入磁场时的速度v==1m/s由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10m/s2,由牛顿第二定律得mg-F安=ma回路中的电动势E=BLv杆中的电流I=R并=F安=BIL=得B==2T(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势杆中的平均电流通过杆的电荷量Q=q=Q=0.05C本题意在以金属导体在磁场中做切割磁感线运动为背景,考查电磁感应、恒定电流、力学规律等知识的综合应用,同时考查从物理图象中获取信息的能力,需要考生把金属杆下落0.2m过程中加速度a~h的关系图象所反映的物理过程清晰的展现出来。
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