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=1.0Ω．有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5

Question

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=1.0Ω．有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．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．求出杆的质量m和加速度a．

Answer 1

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＝(E)/(R) ③
杆受到的安培力的
f=BIl ④
根据牛顿第二定律，有
F-f=ma ⑤
联立以上各式，得
F＝ma+(B2l2)/(R)at ⑥
由图线上取两点代入⑥式，可解得：
a=10m/s²，m=0.2kg
答：杆的质量为m=0.2kg，其加速度为a=10m/s²．