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如图 水平放置的光滑的金属导轨M N 平行地置于匀强磁场中 间距为d 磁场的磁感强

时间:2018-07-18 13:56:43

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如图 水平放置的光滑的金属导轨M N 平行地置于匀强磁场中 间距为d 磁场的磁感强

问题补充:

如图,水平放置的光滑的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与导轨平面夹为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨垂直.电源电动势为E,内电阻r,定值电阻为R,其余部分电阻不计.则当电键调闭合的瞬间,棒ab的加速度为多大?

答案:

解:由题意知,电键闭合时,导体棒中通过的电流方向是从a到b,根据左手定则知,导体棒受到的安培力方向如图所示

因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动,故导体棒在竖直方向所受合力为0

由题意得:F=BIL

则导体棒所受的合力F合=F合x=Fsinα

根据牛顿第二定律,棒产生的加速度

在电路中,根据闭合电路欧姆定律知,通过导体棒的电流大小

所以导体棒产生的加速度a=

答:棒ab的加速度大小为:=.

解析分析:根据闭合电路欧姆定律可以计算电键闭合瞬间,电路中电流I的大小和方向,已知电流的大小可以算出此时ab棒受到的安培力的大小和方向,对导体棒进行受力分析知,导体棒受到的安培力在水平方向的分力使导体棒ab产生加速度,根据牛顿第二定律可以算得导体棒的加速度.

点评:能通过左手定则确定安培力的大小和方向,并对导体棒正确的受力分析得出导体棒所受的合力,根据牛顿第二定律解得.主要考查左手定则和闭合回路的欧姆定律的运用.

如图 水平放置的光滑的金属导轨M N 平行地置于匀强磁场中 间距为d 磁场的磁感强度大小为B 方向与导轨平面夹为α 金属棒ab的质量为m 放在导轨上且与导轨垂直.电源

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