Question

【题目】MN、PQ为水平放置的金属导轨，金属棒ab静止放在导轨上且与导轨垂直，导轨间距L=0.1m，ab棒的质量为m=0.01kg，电阻为0.4Ω，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度B=0.2T。电池电动势E=1.5V，内电阻r=0.2Ω，其余电阻忽略不计，当电键闭合的瞬间，测得棒ab的加速度大小为a=2m/s2，求电键闭合瞬间：

（1）通过直导线ab的电流；

（2）直导线ab所受的摩擦力的大小和方向。

Answer 1

【答案】（1）2.5A（2）0.03N，方向水平向左

【解析】

（1）根据闭合电路欧姆定律求解电流；（2）根据牛顿第二定律结合安培力的公式求解摩擦力的大小。

（1）根据闭合电路欧姆定律，通过ab的电流为

解得 I=2.5A

（2）导线所受的安培力为 F=BIL=0.2×2.5×0.1N=0.05N

由牛顿第二定律可得F-f= ma方向水平向右

解得 f=0.03N，方向水平向左.