如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.20m，电阻R=10Ω，有一质量为1kg的导体杆平放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置
◎ 题目
如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.20m，电阻R=10Ω，有一质量为1kg的导体杆平放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图（乙）所示，试求： （1）杆运动的加速度a． （2）磁场的磁感应强度B． （3）导体杆运动到第20s时，电阻R的电功率． （4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，你对该装置能提出什么合理的改进措施，请做简要说明． |
◎ 答案
| （1）、（2）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=
杆受到的安培力的 FA=BIL ④ 根据牛顿第二定律，有 F-FA=ma ⑤ 联立以上各式，得 F=ma+
由图线上取两点代入⑥式，可解得： a=1m/s2，B=5T （3）导体杆运动到第20s时，杆的速度为 v=at=20 m/s 则根据功能关系得，电阻R的电功率 P=FAv=（F拉-ma ）v=40W （4）根据F-
F-
则若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，可以让导轨间距逐渐增大，L∝
答： （1）杆运动的加速度a是1m/s2． （2）磁场的磁感应强度B是5T． （3）导体杆运动到第20s时，电阻R的电功率是40W． （4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，可以让导轨间距逐渐增大，L∝
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