Question

如图所示，光滑的平行导轨间距为L，倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E，内阻为r的直流电源，电路中其余电阻不计，将质量为m电阻为R的导体棒由静止释放，求：
（1）释放瞬间导体棒所受安培力的大小和方向
（2）导体棒在释放瞬间的加速度．

Answer 1

分析：根据欧姆定律求出导体棒中的电流，从而可求导体棒所受的安培力，由左手定则可判读其方向；
由牛顿第二定律可求得释放瞬间棒的加速度．

解答：解：（1）导体棒中电流   I=

E

R+r

   ①
导体棒所受安培力  F=BIL            ②
由①②得 F=

BLE

R+r

        ③
根据左手定则，安培力方向水平向右     ④
（2），对导体棒受力分析如图：

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

BLEcosθ

m(R+r)

     ⑥
答：（1）释放瞬间导体棒所受安培力的大小为

BLE

R+r

，方向为水平向右．
（2）导体棒在释放瞬间的加速度为gsinθ-

BLEcosθ

m(R+r)

．

点评：关于电磁学和力学基本规律的考查，灵活运用定则判定安培力是突破点．