Question

17．如图所示，两水平平行放置的光滑导轨上放有一导体棒，导体棒与两导轨垂直，导体棒的电阻为R=0.4Ω，质量为m=2kg，两导轨间距离为d=0.5m，两导轨间接有一电动势为E=6V，内电阻为r=0.1Ω电源，整个装置处在一大小为B=0.5T，方向与竖直方向成θ=60°向上，且与导体棒垂直的匀强磁场中，其它电阻不计．求：接通电键瞬间导体棒加速度大小与方向．

Answer 1

分析 根据闭合电路欧姆定律列式求解电流；导体棒与磁场垂直，由F=BIL求解安培力的大小，安培力的方向由左手定则判断，最后由牛顿第二定律求出加速度．

解答 解：由闭合电路欧姆定律，得电路中的电流为：I=$\frac{E}{R+r}=\frac{6}{0.4+0.1}=12$A
安培力的大小为：F=BIL=0.5×0.5×12=3N
由左手定则可知，与水平成60°斜向左上方
水平方向没有其他的外力，所以导体棒的加速度：
ma=F•cos60°
所以：a=$\frac{Fcos60°}{m}=\frac{3×0.5}{2}=0.75m/{s}^{2}$，方向向左
答：接通电键瞬间导体棒加速度大小是0.75m/s²，方向向左

点评 对于通电导体棒在磁场中的加速度问题，安培力分析和计算是解题的关键．基础题目．