解题思路:导体棒运动时切割磁感线产生感应电流,使棒受到向左的安培力,根据感应电流的大小写出安培力的表达式结合牛顿第二定律求出F与t的关系式,然后将图象上的数据代入即可求解.
导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用υ表示其速度,t表示时间,则有:
υ=at ①
杆切割磁力线,将产生感应电动势:
E=Blυ ②
在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流
I=
E
R ③
杆受到的安培力的
f=BIl ④
根据牛顿第二定律,有
F-f=ma ⑤
联立以上各式,得
F=ma+
B2l2
Rat⑥
由图线上取两点代入⑥式,可解得:
a=10m/s2,m=0.1kg
故杆的质量为m=0.1kg,其加速度为a=10m/s2.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;牛顿第二定律.
考点点评: 解答这类问题的关键是正确分析安培力的大小与方向,然后根据导体棒所处状态列方程求解.