Question

10．如图所示，在两根平行的金属滑轨上，垂直于滑轨放置一根质量m=20g的金属棒cd，其电阻R=0.1Ω，它可以沿滑轨无摩擦地滑动，设两滑轨间的距离L=0.1m，滑轨的电阻不计，电池电动势为2V，内阻不计，B=10^-2T，求电键S闭合瞬间，cd棒获得的加速度的大小和方向．

Answer 1

分析 金属棒在磁场中通电的瞬间受到安培力的作用加速，根据闭合的欧姆定律公式求出通电瞬间金属棒电流的大小，再由安培力公式求解安培力的大小，再通过牛二定律求解加速度的大小，由左手定则判断安培力的方向，即加速度的方向．

解答 解：电键K闭合的瞬间，由闭合电路欧姆定律得，通过金属棒的电流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{0.1}$A=20A
在磁场中通电导线cd受力：F=BIL=10^-2×20×0.1N=0.02N，
由牛顿第二定律得a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.02}{20×1{0}^{-3}}$m/s²=1m/s²；
根据左手定则，安培力水平向左，即加速度方向也水平向左；
答：电键S闭合瞬间，cd棒获得的加速度的大小为1m/s²，方向水平向左．

点评 本题考查通电导体在磁场中的问题，掌握左手定则的应用，会用欧姆定律解出电流，通过电流计算导体受力的大小和方向是解题的关键．属于基础题．