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，內(nèi)電阻r，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ab棒受到的安培力的大小和方向，對導(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，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)體棒受三個力作用下在水平方向運(yùn)動，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
根據(jù)牛頓第二定律，棒產(chǎn)生的加速度a=
F合
m
=
BILsinα
m

在電路中，根據(jù)閉合電路歐姆定律I=
E
R+r
知，通過導(dǎo)體棒的電流大小I=
E
R+r

所以導(dǎo)體棒產(chǎn)生的加速度a=
BILsinα
m
=
BELsinα
m(R+r)

答：棒ab的加速度大小為：a=
BELsinα
m(R+r)
=
BEdsinα
m(R+r)
．
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．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，水平放置的光滑平行的金屬導(dǎo)軌的間距為L，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上，金屬桿ab、cd的質(zhì)量分別為m1、m2，其電阻分別為R1、R2，今使ab桿以初動能Ek沿導(dǎo)軌向左滑出，cd由靜止同時釋放，導(dǎo)軌足夠長，磁場范圍足夠大，則cd桿產(chǎn)生的電熱最大值是
m2R2Ek
(m1+m2)(R1+R2)
m2R2Ek
(m1+m2)(R1+R2)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，水平放置的光滑導(dǎo)軌間距L=0.5m，空間有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B=2T，一根長度也為L的金屬棒架在導(dǎo)軌上，以速度V=12m/s向右勻速切割磁感線，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，整個過程金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直并接觸良好，金屬棒的電阻r=1Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌的右側(cè)由電動機(jī)M、電阻R以及電容器C組成如圖電路，已知電動機(jī)線圈內(nèi)阻R0=0.5Ω，電阻R=2Ω，電阻R上消耗的功率P=8W，電容器C=2μF，試求：
1）金屬棒兩端的電壓Uab．
2）金屬棒需要多大的動力支持才能保持這樣的運(yùn)動．
3）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率多大？
4）電容器的帶電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（12分）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？

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科目：高中物理 來源：2013屆山東省高二上學(xué)期學(xué)分認(rèn)定物理測試卷 題型：計(jì)算題

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ε，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？

 

 

 

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