Question

20．質(zhì)量為m=0.02kg的導(dǎo)電細(xì)桿ab置于傾角為30°的平行放置的光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d=0.4m，桿ab與導(dǎo)軌垂直，如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面且方向向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T．已知電源電動(dòng)勢(shì)E=15V，內(nèi)阻r=1Ω，導(dǎo)軌和細(xì)桿的電阻均忽略不計(jì)，g取10m/s²．求：
（1）當(dāng)電阻R取值為多少時(shí)，釋放細(xì)桿后桿ab保持靜止不動(dòng)．
（2）當(dāng)R=29Ω時(shí)，釋放細(xì)桿的瞬間桿ab的加速度是多大？

Answer 1

分析 （1）先通過(guò)歐姆定律求的電流，再根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求的電阻；
（2）有牛頓第二定律即可求的加速度

解答 解：（1）ab棒中的電流為$I=\frac{E}{R=r}$
根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知mgsinθ=BIL
聯(lián)立解得R=5Ω
（2）ab棒中的電流為I=$\frac{E}{R+r}$
有牛頓第二定律得mgsinθ-BIL=ma
解得a=4m/s²
答：（1）當(dāng)電阻R取值為5Ω 時(shí)，釋放細(xì)桿后桿ab保持靜止不動(dòng)．
（2）當(dāng)R=29Ω時(shí)，釋放細(xì)桿后桿ab的加速度是4m/s²

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了在安培力下的共點(diǎn)力平衡和牛頓第二定律，受力分析是關(guān)鍵