Question

如圖所示，光滑的平行導軌間距為L，傾角為θ，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，導軌中接入電動勢為E，內阻為r的直流電源，電路中其余電阻不計，將質量為m電阻為R的導體棒由靜止釋放，求：
（1）釋放瞬間導體棒所受安培力的大小和方向
（2）導體棒在釋放瞬間的加速度．

Answer 1

分析：根據歐姆定律求出導體棒中的電流，從而可求導體棒所受的安培力，由左手定則可判讀其方向；
由牛頓第二定律可求得釋放瞬間棒的加速度．

解答：解：（1）導體棒中電流   I=

E

R+r

   ①
導體棒所受安培力  F=BIL            ②
由①②得 F=

BLE

R+r

        ③
根據左手定則，安培力方向水平向右     ④
（2），對導體棒受力分析如圖：

由牛頓第二定律得：mgsinθ-Fcosθ=ma         ⑤
由以上可得：a=gsinθ-

BLEcosθ

m(R+r)

     ⑥
答：（1）釋放瞬間導體棒所受安培力的大小為

BLE

R+r

，方向為水平向右．
（2）導體棒在釋放瞬間的加速度為gsinθ-

BLEcosθ

m(R+r)

．

點評：關于電磁學和力學基本規律的考查，靈活運用定則判定安培力是突破點．