如圖所示,在間距L=0.2m的兩光滑平行水平金屬導軌間存在方向垂直於紙面(向內為正)的磁場,磁感應強度為分佈沿...
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問題詳情:
如圖所示,在間距L=0.2m的兩光滑平行水平金屬導軌間存在方向垂直於紙面(向內為正)的磁場,磁感應強度為分佈沿y方向不變,沿x方向如下:
導軌間通過單*雙擲開關S連線恆流源和電容C=1F的未充電的電容器,恆流源可為電路提供恆定電流I=2A,電流方向如圖所示.有一質量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導軌靜止放置於x0=0.7m處.開關S擲向1,棒ab從靜止開始運動,到達x3=-0.2m處時,開關S擲向2.已知棒ab在運動過程中始終與導軌垂直.求:
(提示:可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功)
(1)棒ab運動到x1=0.2m時的速度v1;
(2)棒ab運動到x2=-0.1m時的速度v2;
(3)電容器最終所帶的電荷量Q.
【回答】
(1)2m/s(2)(3)
【解析】
(1)安培力,加速度,
速度;
(2)在區間,
安培力,如圖所示
安培力做功;
根據動能定理可得,解得;
(3)根據動量定理可得,
電荷量,
在處的速度,
聯立解得;
知識點:動量定理
題型:解答題
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