Question

9．如圖，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場中，間距為d，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面夾為α，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直．電源電動勢為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計(jì)．則當(dāng)電鍵調(diào)閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？

Answer 1

分析 當(dāng)電鍵閉合的瞬間，導(dǎo)體棒受到安培力及重力和軌道的支持力作用，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電流，然后由F=BIL求出安培力，最后由牛頓第二定律求出金屬棒ab的加速度．

解答 解：（1）當(dāng)電鍵閉合的瞬間，導(dǎo)體棒受到重力mg、軌道的支持力N和安培力F三個力作用，如圖．
電路中的電流：$I=\frac{U}{R}$
金屬棒受到的安培力：F=BIL
沿水平方向根據(jù)牛頓第二定律得：
Fsinα=ma
聯(lián)立以上三式得：$a=\frac{BELsinα}{mR}$
答：電鍵調(diào)閉合的瞬間，棒ab的加速度為$\frac{BELsinα}{mR}$

點(diǎn)評 能通過左手定則確定安培力的大小和方向，并對導(dǎo)體棒正確的受力分析得出導(dǎo)體棒所受的合力，根據(jù)牛頓第二定律解得．主要考查左手定則和閉合回路的歐姆定律的運(yùn)用．