水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,问距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(见右上图),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v与F的关系如右下图.(取重力加速度g=10m/s2)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω;磁感应强度B为多大?
(3)由v-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
解:(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动,加速运动)。
(2)感应电动势
感应电流
安培力
由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用,匀速时合力为零。
由图线可以得到直线的斜率k=2,(T)
(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力,(N)
若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力,由截距可求得动摩擦因数