Question

13．一质量m=0.5kg的金属杆在相距l=3m的水平轨道上与轨道垂直放置，固定住金属杆并在金属感中通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直于轨道平面，磁感应强度的大小B=0.25T，金属杆与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度g=10m/s²，
（1）求金属杆受到的安培力F_安的大小
（2）解除对金属杆的固定，并由静止释放金属杆，求释放后瞬间金属杆的加速度a的大小．

Answer 1

分析 （1）由安培力公式可以求出安培力．
（2）由牛顿第二定律可以求出加速度．

解答 解：（1）金属杆受到的安培力：
F_安=BIL=0.25×4×3=3N；
（2）由牛顿第二定律得：F_安-μmg=ma，
加速度：a=$\frac{{F}_{安}}{m}$-μg=$\frac{3}{0.5}$-0.2×10=4m/s²；
答：（1）金属杆受到的安培力F_安的大小为3N．
（2）解除对金属杆的固定，并由静止释放金属杆，释放后瞬间金属杆的加速度a的大小为4m/s²．

点评 本题考查了求安培力、加速度，应用安培力公式与牛顿第二定律 即可正确解题．