如圖，水平放置金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為L(zhǎng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面夾角為α，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．電源電動(dòng)勢(shì)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？
分析：根據(jù)閉合電路歐姆定律可以計(jì)算電鍵閉合瞬間，電路中電流I的大小和方向，已知電流的大小可以算出此時(shí)ab棒受到的安培力的大小和方向，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析知，導(dǎo)體棒受到的安培力在水平方向的分力使導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律可以算得導(dǎo)體棒的加速度．
解答：解：由題意知，電鍵閉合時(shí)，導(dǎo)體棒中通過的電流方向是從a到b，根據(jù)左手定則知，導(dǎo)體棒受到的安培力方向如圖所示
因?yàn)閷?dǎo)體棒受四個(gè)力作用下在水平方向運(yùn)動(dòng)，故導(dǎo)體棒在豎直方向所受合力為0
由題意得：F=BIL
則導(dǎo)體棒所受的合力F合=F合x=Fsinα
 由平衡條件得：FN=mg+BILcosα
根據(jù)牛頓第二定律，BILsinα-μFN=ma
在電路中，根據(jù)閉合電路歐姆定律I=
E
R
 知，
所以導(dǎo)體棒產(chǎn)生的加速度a=
BELsinα-μmgR-μBELcosα
mR
答：棒ab的加速度大小為
BELsinα-μmgR-μBELcosα
mR
．
點(diǎn)評(píng)：能通過左手定則確定安培力的大小和方向，并對(duì)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．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在水平面上平行放置著兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌間距為d，導(dǎo)軌和電路的連接如圖所示．在導(dǎo)軌的MP端放置著一根金屬棒，與導(dǎo)舅垂直且接觸良好．空間中存在豎直向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．將開關(guān)S1閉合，S2斷開，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1，金屬棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài)；再將開關(guān)S2閉合，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2，金屬棒在導(dǎo)軌上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直．設(shè)金屬棒的質(zhì)量為m，金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．忽略導(dǎo)軌的電阻以及金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，重力加速度為g．求：
（1）金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速度大�。�
（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

兩條相距為1m的水平金屬導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)電棒ab，處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，導(dǎo)電棒的質(zhì)量是1.2kg，當(dāng)棒中通入2安培的電流時(shí)（電流方向是從a到b），它可在導(dǎo)軌上向右勻速滑動(dòng)，如電流增大到4A時(shí)，棒可獲得0.5m/s2的加速度．求：
①磁場(chǎng)的方向？
②磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小和摩擦力大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?寶雞模擬）如圖所示，MN、PQ是水平放置且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)孰，兩導(dǎo)軌間距離d1=0.2rn．兩導(dǎo)軌間有寬度分別為l1=2cm和l2=lcm、磁感強(qiáng)度分別為B1=0.5T和B2=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向分別垂直紙面向里和向外，在兩導(dǎo)軌右端接有平行金屬板AB；金屬板的長(zhǎng)度l=18cm，兩板間距d2=6cm．一金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬桿ab從磁場(chǎng)的左邊界開始以v=20m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)同時(shí)，一比荷為200C/kg的負(fù)離子從兩板間靠近B板左邊緣的C點(diǎn)以速度vo水平向右射入板間，金屬桿滑動(dòng)中始終與導(dǎo)軌垂直且二者保持良好接觸，帶電離子的重力不計(jì)；平行金屬板AB充放電時(shí)間不計(jì)，若負(fù)離子從兩金屬板間射出時(shí)速度方向水平向右，求v0．的最小值是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?深圳二模）如圖甲所示，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距L=0.5m，上端連接R=0.5Ω的電阻，下端連著電阻不計(jì)的金屬卡環(huán)，導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=300，導(dǎo)軌間虛線區(qū)域存在方向垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場(chǎng)，其上、下邊界之間的距離s=1Om，磁感應(yīng)強(qiáng) 度B-t圖如圖乙所示．長(zhǎng)為L(zhǎng)且質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab的電阻不計(jì)，垂直導(dǎo) 軌放置于距離磁場(chǎng)上邊界d=2.5m處，在t=O時(shí)刻由靜止釋放，棒與導(dǎo)軌始終接觸良 好，滑至導(dǎo)軌底端被環(huán)卡住不動(dòng)．g取10m/s2，求：

（1）棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)上邊界的時(shí)間；
（2）棒進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力；
（3）在0-5s時(shí)間內(nèi)電路中產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)兩條金屬導(dǎo)軌上水平放置一根導(dǎo)電棒ab，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示．導(dǎo)電棒質(zhì)量為1.2kg，長(zhǎng)為1m，當(dāng)棒中通入3A電流時(shí)，它可在導(dǎo)軌上勻速滑動(dòng)，若電流增大為5A時(shí)，棒可獲得2m/s2的加速度．則該裝置所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為
 
．

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