Question

9．如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直．电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计．则当电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？

Answer 1

分析 当电键闭合的瞬间，导体棒受到安培力及重力和轨道的支持力作用，根据闭合电路的欧姆定律求出电流，然后由F=BIL求出安培力，最后由牛顿第二定律求出金属棒ab的加速度．

解答 解：（1）当电键闭合的瞬间，导体棒受到重力mg、轨道的支持力N和安培力F三个力作用，如图．
电路中的电流：$I=\frac{U}{R}$
金属棒受到的安培力：F=BIL
沿水平方向根据牛顿第二定律得：
Fsinα=ma
联立以上三式得：$a=\frac{BELsinα}{mR}$
答：电键调闭合的瞬间，棒ab的加速度为$\frac{BELsinα}{mR}$

点评 能通过左手定则确定安培力的大小和方向，并对导体棒正确的受力分析得出导体棒所受的合力，根据牛顿第二定律解得．主要考查左手定则和闭合回路的欧姆定律的运用．