Question

16．如图所示，水平放置的光滑金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直，金属棒ab的质量为m，放在导轨上并且与导轨垂直，电源电动势为E，定值电阻阻值为R，其余部分电阻忽略不计，则当电键闭合瞬间，棒ab所受的安培力大小为多少？方向如何？棒的加速度为多少？

Answer 1

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

解答 解：根据闭合电路的欧姆定律回路中电流为I=$\frac{E}{R}$
导体棒受到的安培力大小为F=BId=$\frac{BEd}{R}$，根据左手定则可知安培力方向向左，
由牛顿第二定律可得F=ma
a=$\frac{F}{m}=\frac{BEd}{mR}$
答：棒ab所受的安培力大小为$\frac{BEd}{R}$，方向向左棒的加速度为为$\frac{BEd}{mR}$

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