Question

11．如图所示，在同一水平面上的两导轨相互平行间距为d=2m，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为m=3.6kg的金属棒放在导轨上．当棒中电流为I₁=5A时，棒做匀速运动；当电流变为I₂=8A时，棒的加速度为a=2m/s²．求：磁感应强度B的大小．

Answer 1

分析 分析导体棒的受力情况，明确安培力F=BIL；再根据平衡条件和牛顿第二定律列式，联立即可求得磁感应强度的大小．

解答 解：
金属棒所受安培力始终水平，导轨对其支持力一直与重力平衡，所受摩擦力恒为f，当通入电流I₁时，根据受力平衡
BdI₁=f 
当通入电流I₂时，导体棒做加速运动，根据牛顿第二定律
BdI₂-f=ma
由以上两式联立解得：
B=$\frac{ma}{d{I}_{2}-d{I}_{1}}$=$\frac{3.6×2}{2×8-2×5}$T=1.2T        
答：磁感应强度B的大小为1.2T．

点评 本题考查安培力和牛顿第二定律结合问题，要注意明确安培力的性质，然后将其作为物体其中一个受力，则所研究的问题即变成一般的动力学的分析问题．