Question

【題目】如圖所示，在水平放置的平行導軌（間距為0.2m）一端架放著一根質量m=40g，長L=0.2m的金屬棒ab，導軌另一端通過開關與電源相連，該裝置放在高h=20cm的絕緣墊塊上。當有豎直向下B=1T的勻強磁場時，接通開關（圖中末畫開關），金屬棒ab會被平拋到距導軌右端水平距離s=100cm處，不計一切阻力，g=10m/s2，試求：

（1）開關接通瞬間安培力對金屬棒ab做的功W？

（2）開關接通瞬間流經金屬棒ab的電荷量q？

Answer 1

【答案】(1) 0.5J (2) 1C

【解析】

(1)棒離開水平軌道后只受重力，開始做平拋運動，運動時間為t2，則有：

聯立解得：

開關接通瞬間安培力對金屬棒ab做功把電能轉化為棒的動能，由動能定理有：

(2)設開關接通瞬間棒通電時間為t1，末速度為v0，由動量定理得：

化簡得：

解得：