Question

【题目】如图，在水平面上放置着两根相距的平行金属导轨，导轨的电阻不计，在导轨的左端有滑动变阻器R、电键S、电源与导轨相连，电源电动势，内阻，导体棒长，质量，其电阻不计，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。现将滑动变阻器R调到，闭合电键S，导体棒刚好能处于平衡。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，）求：

（1）导体棒MN所受的安培力的大小和方向；

（2）导体棒MN与导轨的动摩擦因数；

（3）若将滑动变阻器R调到，在刚闭合电键S时导体棒MN的加速度大小。

Answer 1

【答案】（1）1N（2）0.1（3）1.5m/s2

【解析】（1）由题意可知MN中的电流大小为：；
电流的方向有M到N，根据左手定则可知，安培力方向水平向左；大小：F=BIL=0.5×2×1N=1N
（2）安培力与摩擦力大小相等，方向相反，即：f=F
又：f=μFN=μmg
得：

（3）若将滑动变阻器R调到1Ω，则：

F′=BI′L=0.5×5×1N=2.5N
根据牛顿第二定律：F′-f=ma
所以：