题目内容
3．
如图所示，PQ和MN为水平放置的光滑平行金属导轨，间距为L=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=0.02kg，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=0.03kg，悬在空中．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s2．（1）为了使物体c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流I1？电流的方向如何？
（2）若在棒中通入方向a到b的电流I2=2A，导体棒的加速度大小是多少？
分析 （1）当导轨光滑时，有共点力平衡即可求得电流
（2）对棒进行受力分析，由安培力的公式求出安培力，然后根据牛顿第二定律即可求出．
解答 解：（1）当导轨光滑时，有力的平衡可知，Mg=BI1L
I1=$\frac{Mg}{BL}=\frac{0.03×10}{0.2×1}=1.5$A
由左手定则可知方向由a到b
（2）当I2=2A时，对整体由牛顿第二定律得：
BI2L-Mg=（M+m）a
解得：a=$\frac{B{I}_{2}L-Mg}{M+m}$=$\frac{0.2×2×1-0.3}{0.05}$=2m/s2
答：（1）为了使物体c能保持静止，应该在棒中通入多大的电流是1.5A，电流的方向由a到b；
（2）若在棒中通入方向a到b的电流I2=2A，导体棒的加速度大小是2m/s2
点评 此题是通电导体在磁场中平衡以及加速运动问题，要抓住受力分析的关键．
练习册系列答案
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