题目内容
如图，水平放置的金属导轨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，方向竖直向上，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直．已知导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力与滑动摩擦力相等），电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计．电键K闭合后，金属将开始运动，则当电键K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
因为导体棒受四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=BIL-Ff；
由平衡条件得：FN=mg
根据牛顿第二定律，BIL-μFN=ma
在电路中，根据闭合电路欧姆定律I=
知，
所以导体棒产生的加速度a=
答：棒ab的加速度大小为
．
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四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=BIL-Ff；
由平衡条件得：FN=mg
根据牛顿第二定律，BIL-μFN=ma
在电路中，根据闭合电路欧姆定律I=
| E |
| R |
所以导体棒产生的加速度a=
| BEL-μRmg |
| mR |
答：棒ab的加速度大小为
| BEL-μRmg |
| mR |
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
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