Question

17．如圖所示，兩水平平行放置的光滑導(dǎo)軌上放有一導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與兩導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)體棒的電阻為R=0.4Ω，質(zhì)量為m=2kg，兩導(dǎo)軌間距離為d=0.5m，兩導(dǎo)軌間接有一電動勢為E=6V，內(nèi)電阻為r=0.1Ω電源，整個(gè)裝置處在一大小為B=0.5T，方向與豎直方向成θ=60°向上，且與導(dǎo)體棒垂直的勻強(qiáng)磁場中，其它電阻不計(jì)．求：接通電鍵瞬間導(dǎo)體棒加速度大小與方向．

Answer 1

分析 根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解電流；導(dǎo)體棒與磁場垂直，由F=BIL求解安培力的大小，安培力的方向由左手定則判斷，最后由牛頓第二定律求出加速度．

解答 解：由閉合電路歐姆定律，得電路中的電流為：I=$\frac{E}{R+r}=\frac{6}{0.4+0.1}=12$A
安培力的大小為：F=BIL=0.5×0.5×12=3N
由左手定則可知，與水平成60°斜向左上方
水平方向沒有其他的外力，所以導(dǎo)體棒的加速度：
ma=F•cos60°
所以：a=$\frac{Fcos60°}{m}=\frac{3×0.5}{2}=0.75m/{s}^{2}$，方向向左
答：接通電鍵瞬間導(dǎo)體棒加速度大小是0.75m/s²，方向向左

點(diǎn)評 對于通電導(dǎo)體棒在磁場中的加速度問題，安培力分析和計(jì)算是解題的關(guān)鍵．基礎(chǔ)題目．