如圖，水平放置的金屬導軌M、N，平行地置于勻強磁場中，間距為d，磁場的磁感強度大小為B，方向豎直向上，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導軌上且與導軌垂直．已知導軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)為μ（最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等），電源電動勢為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計．電鍵K閉合后，金屬將開始運動，則當電鍵K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，對導體棒進行受力分析知，導體棒受到的安培力在水平方向的分力使導體棒ab產(chǎn)生加速度，根據(jù)牛頓第二定律可以算得導體棒的加速度．
解答：解：由題意知，電鍵閉合時，導體棒中通過的電流方向是從a到b，根據(jù)左手定則知，導體棒受到的安培力方向如圖所示
因為導體棒受四個力作用下在水平方向運動，故導體棒在豎直方向所受合力為0
由題意得：F=BIL
則導體棒所受的合力F合=BIL-Ff；
 由平衡條件得：FN=mg
根據(jù)牛頓第二定律，BIL-μFN=ma
在電路中，根據(jù)閉合電路歐姆定律I=
E
R
 知，
所以導體棒產(chǎn)生的加速度a=
BEL-μRmg
mR
答：棒ab的加速度大小為
BEL-μRmg
mR
．
點評：能通過左手定則確定安培力的大小和方向，并對導體棒正確的受力分析得出導體棒所受的合力，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用．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，水平放置的金屬導軌平行地置于勻強磁場中，間距為L=1m，磁場的磁感強度大小為B=1T，方向與導軌平面夾為α=37°，電源電動勢為E=3V，定值電阻R=15Ω，其余部分電阻不計．金屬棒ab的質(zhì)量為1kg，始終靜止在導軌上且與導軌垂直．（sin37°=0.6，cos 37°=0.8，取g=10m/s2）
求：（1）金屬棒ab受到軌道的摩擦力；
（2）金屬棒ab受到軌道的支持力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，水平放置的金屬薄板A、B間有勻強電場，已知B板電勢高于A板．電場強度E=5×105N/C，間距d=1.25m．A板上有一小孔，M恰好在孔的正上方，距離h=1.25m．從M處每隔相等時間間隔由靜止釋放一個質(zhì)量m=1×10-3kg的帶電小球．第1個帶電小球的電量q1=+1×10-8C，第n個帶電小球的電量qn=nq1．取g=10m/s2．求：
（1）第1個帶電小球從M下落至B板的時間；
（2）第幾個帶電小球?qū)⒉荒艿诌_B板；
（3）第（2）問中該帶電小球下落過程中機械能的變化量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，水平放置的金屬薄板A、B間有勻強電場，電場強度大小E=2.0×106N/C．A板上有一小孔，D為小孔正上方h=3.2cm處的一點．一帶負電的油滴在重力G=3.2×10-12N作用下，由D點靜止開始做自由落體運動．當油滴進入電場后，恰好做勻速直線運動．求：（g取10m/s2）
（1）油滴剛進入電場時的速度大小v；
（2）油滴所帶的電荷量q；
（3）若A、B兩板之間的距離為d=10cm，試求油滴從D運動到B板的總時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：

圓盤發(fā)電機的構(gòu)造如圖甲水平放置的金屬圓盤在豎直向下的勻強磁場中繞與圓盤平面垂直且過圓盤中心O點的軸勻速轉(zhuǎn)動，從a、b兩端將有電壓輸出�，F(xiàn)將此發(fā)電機簡化成如圖乙所示的模型：固定的金屬圓環(huán)水平放置，金屬棒OP繞圓環(huán)中心O以角速度勻速轉(zhuǎn)動，金屬棒的P端與圓環(huán)無摩擦緊密接觸，整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中。已知圓環(huán)半徑OP = 20 cm，圓環(huán)總電阻為R1 = 0.4，金屬棒的電阻R2 = 0.1，金屬棒轉(zhuǎn)動的角速度為= 500 rad/s，磁感應強度B = 1 T，外接負載電阻R = 0.3。求：

   （1）金屬棒OP中產(chǎn)生的感應電動勢的大小為多少？O、P兩點哪點電勢高？

   （2）負載電阻上的最大功率與最小功率各為多少？

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