Question

16．如圖所示，水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場中，間距為d，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上并且與導(dǎo)軌垂直，電源電動勢為E，定值電阻阻值為R，其余部分電阻忽略不計，則當(dāng)電鍵閉合瞬間，棒ab所受的安培力大小為多少？方向如何？棒的加速度為多少？

Answer 1

分析 根據(jù)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(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析知，導(dǎo)體棒受到的安培力在水平方向的分力使導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律可以算得導(dǎo)體棒的加速度

解答 解：根據(jù)閉合電路的歐姆定律回路中電流為I=$\frac{E}{R}$
導(dǎo)體棒受到的安培力大小為F=BId=$\frac{BEd}{R}$，根據(jù)左手定則可知安培力方向向左，
由牛頓第二定律可得F=ma
a=$\frac{F}{m}=\frac{BEd}{mR}$
答：棒ab所受的安培力大小為$\frac{BEd}{R}$，方向向左棒的加速度為為$\frac{BEd}{mR}$

點評 能通過左手定則確定安培力的大小和方向，并對導(dǎo)體棒正確的受力分析得出導(dǎo)體棒所受的合力，根據(jù)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