Question

16．兩條金屬導軌上水平放置一根導電棒ab，處于豎直向上的勻強磁場中，如圖所示，導電棒質(zhì)量為1.2kg，導軌寬度為1m．當導電棒中通入3A電流時，它可在導軌上勻速滑動，若電流強度增大為5A時，導電棒可獲得2m/s²的加速度，求裝置所在處的磁感應強度的大小及摩擦力的大��？

Answer 1

分析 當導電棒在導軌上勻速滑動時，滑動摩擦力與安培力平衡，列出平衡方程；導電棒加速運動時，安培力與滑動摩擦力的合力產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律列方程，再與平衡方程聯(lián)立解出B．

解答 解：當導電棒在導軌上勻速滑動時，摩擦力大小等于安培力小，f=F₁=BI₁L…（1）
當導電棒在導軌上加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律得：
F₂-f=ma 即：BI₂L-f=ma…（2）
將①式代入②式得：
BI₂L-BI₁L=ma
代入解之得：B=1.2T；f=3.6N；
答：裝置所在處的磁感強度的大小是1.2T．摩擦力為3.6N．

點評 本題是電磁學知識與力學知識的綜合應用，比較簡單，其橋梁是安培力．