题目

如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=1m，上端接有定值电阻R1＝3Ω，下端接有电阻R2＝6Ω，虚线OOˊ下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆MN从OOˊ上方某处垂直导轨放置后由静止释放，杆下落0.2m过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示(金属杆运动过程中始终与导轨保持良好接触)。求： （1）磁感应强度B； （2）杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q； 答案：（1）B＝2T；（2）q=0.05C。 解析:（1）由图象知，杆自由下落距离是0.05m，当地重力加速度g=10m/s2，则杆进入磁场时的速度v==1m/s 由图象知，杆进入磁场时加速度a=－g＝－10 m/s2，由牛顿第二定律得 mg－F安＝ma 回路中的电动势E＝BLv 杆中的电流I＝ R并＝ F安＝BIL= 得B＝＝2T （2）杆在磁场中运动产生的平均感应电动势 杆中的平均电流 通过杆的电荷量 Q＝ q=Q=0.05C 本题意在以金属导体在磁场中做切割磁感线运动为背景，考查电磁感应、恒定电流、力学规律等知识的综合应用，同时考查从物理图象中获取信息的能力，需要考生把金属杆下落0.2m过程中加速度a～h的关系图象所反映的物理过程清晰的展现出来。

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