Question

水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m，接有电源电动势E=3V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B=1T．导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g，垂直放在导轨上并良好接触（如图），求合上开关的瞬间．
（1）金属棒受到安培力的大小和方向；
（2）金属棒的加速度．

Answer 1

分析：判断AB中的电流方向，再根据左手定则判断导体棒AB中受到的安培力方向．
根据欧姆定律计算AB中的电流，再根据安培力F=BIL计算安培力大小．
根据牛顿第二定律计算加速度．

解答：解：（1）导体棒AB中电流是从A到B，根据左手定则，导体棒AB受到的安培力水平向右．
根据欧姆定律，导体棒中的电流为：I=

U

R

=

3

6

=0.5A，
所以AB棒受到的安培力：F=BIL=1×0.5×0.2N=0.1N
（2）根据牛顿第二定律：F=ma，
所以导体棒AB的加速度：a=

F

m

=

0.1

0.01

=10m/s²；
答：（1）导体棒AB受到的安培力方向水平向右；导体棒AB受到的安培力大小为0.1N；
（2）导体棒AB的加速度为10m/s²．

点评：本题要求掌握利用左手定则判断安培力分方向，能利用安培力的计算公式计算安培力的大小，比较简单．