Question

9．如图所示，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=0.1m，金属棒ab的质量为m=0.1kg，电阻不计，放在导轨上且与导轨垂直．磁场的磁感应强度大小为B=1T，方向与导轨平面成夹角α=53°且与金属棒ab垂直，定值电阻为R=6Ω，电源内阻r=2Ω，当开关K闭合的瞬间，测得棒ab的加速度大小为a=1m/s²，则电源电动势为多大？

Answer 1

分析 当电键闭合的瞬间，导体棒受到安培力及重力和轨道的支持力作用，根据牛顿第二定律求出安培力大小，由欧姆定律和安培力公式求出电动势

解答 解：当电键闭合的瞬间，导体棒受到重力mg、轨道的支持力N和安培力F三个力作用，如图．
根据牛顿第二定律得：
Fsinα=ma
又F=BIL，I=$\frac{E}{R+r}$
联立以上三式得：E=10V
答：电源电动势为10V

点评 此题是磁场中通电导体平衡问题，关键是安培力的分析与计算．本题中导体与磁场垂直，安培力大小F=BIL