Question

【题目】水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m，接有电源电动势E=3V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B=1T．导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g，垂直放在导轨上并良好接触（如图），求合上开关的瞬间．

（1）金属棒受到安培力的大小和方向；

（2）金属棒的加速度．

Answer 1

【答案】（1）导体棒AB受到的安培力方向水平向右；导体棒AB受到的安培力大小为0.1N；

（2）导体棒AB的加速度为10m/s2．

【解析】

试题判断AB中的电流方向，再根据左手定则判断导体棒AB中受到的安培力方向．

根据欧姆定律计算AB中的电流，再根据安培力F=BIL计算安培力大小．

根据牛顿第二定律计算加速度．

解：（1）导体棒AB中电流是从A到B，根据左手定则，导体棒AB受到的安培力水平向右．

根据欧姆定律，导体棒中的电流为：I===0.5A，

所以AB棒受到的安培力：F=BIL=1×0.5×0.2N=0.1N

（2）根据牛顿第二定律：F=ma，

所以导体棒AB的加速度：a===10m/s2；

答：（1）导体棒AB受到的安培力方向水平向右；导体棒AB受到的安培力大小为0.1N；

（2）导体棒AB的加速度为10m/s2．