如图所示,在间距L=0.2m的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面(向内为正)的磁场,磁感应强度为分布沿...
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如图所示,在间距L=0.2m的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面(向内为正)的磁场,磁感应强度为分布沿y方向不变,沿x方向如下:
导轨间通过单*双掷开关S连接恒流源和电容C=1F的未充电的电容器,恒流源可为电路提供恒定电流I=2A,电流方向如图所示.有一质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨静止放置于x0=0.7m处.开关S掷向1,棒ab从静止开始运动,到达x3=-0.2m处时,开关S掷向2.已知棒ab在运动过程中始终与导轨垂直.求:
(提示:可以用F-x图象下的“面积”代表力F所做的功)
(1)棒ab运动到x1=0.2m时的速度v1;
(2)棒ab运动到x2=-0.1m时的速度v2;
(3)电容器最终所带的电荷量Q.
【回答】
(1)2m/s(2)(3)
【解析】
(1)安培力,加速度,
速度;
(2)在区间,
安培力,如图所示
安培力做功;
根据动能定理可得,解得;
(3)根据动量定理可得,
电荷量,
在处的速度,
联立解得;
知识点:动量定理
题型:解答题
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