题目内容
如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直.电源电动势为E,内电阻r,定值电阻为R,其余部分电阻不计.则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?
分析:根据闭合电路欧姆定律可以计算电键闭合瞬间,电路中电流I的大小和方向,已知电流的大小可以算出此时ab棒受到的安培力的大小和方向,对导体棒进行受力分析知,导体棒受到的安培力在水平方向的分力使导体棒ab产生加速度,根据牛顿第二定律可以算得导体棒的加速度.
解答:解:由题意知,电键闭合时,导体棒中通过的电流方向是从a到b,根据左手定则知,导体棒受到的安培力方向如图所示
因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向所受合力为0
由题意得:F=BIL
则导体棒所受的合力F合=F合x=Fsinα
根据牛顿第二定律,棒产生的加速度a=
=
在电路中,根据闭合电路欧姆定律I=
知,通过导体棒的电流大小I=
所以导体棒产生的加速度a=
=
答:棒ab的加速度大小为:a=
=
.
因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向所受合力为0
由题意得:F=BIL
则导体棒所受的合力F合=F合x=Fsinα
根据牛顿第二定律,棒产生的加速度a=
F合 |
m |
BILsinα |
m |
在电路中,根据闭合电路欧姆定律I=
E |
R+r |
E |
R+r |
所以导体棒产生的加速度a=
BILsinα |
m |
BELsinα |
m(R+r) |
答:棒ab的加速度大小为:a=
BELsinα |
m(R+r) |
BEdsinα |
m(R+r) |
点评:能通过左手定则确定安培力的大小和方向,并对导体棒正确的受力分析得出导体棒所受的合力,根据牛顿第二定律解得.主要考查左手定则和闭合回路的欧姆定律的运用.
练习册系列答案
相关题目