Question

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)磁場中，如圖所示，導(dǎo)電棒質(zhì)量為1.2kg，長1m．當(dāng)導(dǎo)電棒中通入3A電流時(shí)，它可在導(dǎo)軌上勻速滑動(dòng)，若電流強(qiáng)度增大為5A時(shí)，導(dǎo)電棒可獲得2m/s²的加速度，求裝置所在處的磁感強(qiáng)度的大小．

Answer 1

分析：當(dāng)導(dǎo)電棒在導(dǎo)軌上勻速滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力與安培力平衡，列出平衡方程；導(dǎo)電棒加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力與滑動(dòng)摩擦力的合力產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律列方程，再與平衡方程聯(lián)立解出B．

解答：解：當(dāng)導(dǎo)電棒在導(dǎo)軌上勻速滑動(dòng)時(shí)，摩擦力大小等于安培力小，f=F₁=BI₁L
當(dāng)導(dǎo)電棒在導(dǎo)軌上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得
    F₂-f=ma  即BI₂L-f=ma
將①式代入②式得
    BI₂L-BI₁L=ma
 代入解之得B=1.2T
答：裝置所在處的磁感強(qiáng)度的大小是1.2T．

點(diǎn)評：本題是電磁學(xué)知識(shí)與力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，比較簡單，其橋梁是安培力．