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如圖，水平放置的光滑的金屬導軌M、N，平行地置于勻強磁場中，間距為d，磁場的磁感強度大小為B，方向與導軌平面夾為α，金屬棒ab的質量為m，放在導軌上且與導軌垂直．電源電動勢為E，內電阻r，定值電阻為R，其余部分電阻不計．則當電鍵調閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？
分析：根據閉合電路歐姆定律可以計算電鍵閉合瞬間，電路中電流I的大小和方向，已知電流的大小可以算出此時ab棒受到的安培力的大小和方向，對導體棒進行受力分析知，導體棒受到的安培力在水平方向的分力使導體棒ab產生加速度，根據牛頓第二定律可以算得導體棒的加速度．
解答：解：由題意知，電鍵閉合時，導體棒中通過的電流方向是從a到b，根據左手定則知，導體棒受到的安培力方向如圖所示

因為導體棒受三個力作用下在水平方向運動，故導體棒在豎直方向所受合力為0
由題意得：F=BIL
則導體棒所受的合力F合=F合x=Fsinα
根據牛頓第二定律，棒產生的加速度a=
F合
m
=
BILsinα
m

在電路中，根據閉合電路歐姆定律I=
E
R+r
知，通過導體棒的電流大小I=
E
R+r

所以導體棒產生的加速度a=
BILsinα
m
=
BELsinα
m(R+r)

答：棒ab的加速度大小為：a=
BELsinα
m(R+r)
=
BEdsinα
m(R+r)
．
點評：能通過左手定則確定安培力的大小和方向，并對導體棒正確的受力分析得出導體棒所受的合力，根據牛頓第二定律解得．主要考查左手定則和閉合回路的歐姆定律的運用．
練習冊系列答案
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如圖，水平放置的光滑平行的金屬導軌的間距為L，導軌電阻不計，勻強磁場的磁感應強度B豎直向上，金屬桿ab、cd的質量分別為m1、m2，其電阻分別為R1、R2，今使ab桿以初動能Ek沿導軌向左滑出，cd由靜止同時釋放，導軌足夠長，磁場范圍足夠大，則cd桿產生的電熱最大值是
m2R2Ek
(m1+m2)(R1+R2)
m2R2Ek
(m1+m2)(R1+R2)
．

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1）金屬棒兩端的電壓Uab．
2）金屬棒需要多大的動力支持才能保持這樣的運動．
3）電動機輸出的機械功率多大？
4）電容器的帶電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（12分）如圖，水平放置的光滑的金屬導軌M、N，平行地置于勻強磁場中，間距為d，磁場的磁感強度大小為B，方向與導軌平面夾為α ，金屬棒ab的質量為m，放在導軌上且與導軌垂直。電源電動勢為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計。則當電鍵調閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？

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科目：高中物理 來源：2013屆山東省高二上學期學分認定物理測試卷 題型：計算題

如圖，水平放置的光滑的金屬導軌M、N，平行地置于勻強磁場中，間距為d，磁場的磁感強度大小為B,方向與導軌平面夾為α，金屬棒ab的質量為m，放在導軌上且與導軌垂直。電源電動勢為ε，定值電阻為R,其余部分電阻不計。則當電鍵調閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？

 

 

 

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