题目内容

如图所示,ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5 A的电流时,质量为3.6 kg 的金属棒?MN?沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度.求匀强磁场的磁感应强度的大小.

 

【答案】

1.2 T

【解析】设磁感应强度为B,金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ,金属棒的质量为m,金属棒在磁场中的有效长度为L=2 m

当棒中的电流为时,金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡,金属棒做匀速直线运动.由平衡条件可得:   ①

当金属棒中的电流为时,棒做加速运动,加速度为a,根据牛顿第二定律得:                ②

将①代入②得:

思路分析:对棒MN进行受力分析,棒在导轨方向上受安培力F和摩擦力f.然后结合力的平衡条件和牛顿第二定律分析解题

试题点评:本题是磁场知识与力学知识的综合,比较简单,安培力是桥梁,关键是安培力的方向判断和大小计算.

 

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