109 學年度指定科目考試(補考)物理考科 第 13 題

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考慮如圖5的線路,右邊是質量為 m 而長度為 l 的金屬棒,可以在導線上滑動形成導通的迴路,且滑動時摩擦力可忽略不計。將整個迴路放置於量值為 B、方向為射入紙面(以 \times 表示)的均勻磁場中,除了電阻 R 外,假設此迴路其餘部分的電阻皆可忽略。如果金屬棒有一初速 v,則經過一段特定時間 t=0.69\tau 之後,金屬棒的速率就會減半成 v/2,而且 \tau 大致上與初速無關。其原理是因為電磁感應:金屬棒的運動造成迴路的磁通量改變,產生應電流,而此電流讓運動中的金屬棒,在磁場中受到一反向的磁力,因此會減速,且應電流在電阻 R 上會產生功率消耗。\tau 可由時間的因次求得,下列何者為 \tau 的表示式?

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