Question

【題目】如圖，在水平面上放置著兩根相距的平行金屬導軌，導軌的電阻不計，在導軌的左端有滑動變阻器R、電鍵S、電源與導軌相連，電源電動勢，內阻，導體棒長，質量，其電阻不計，與導軌接觸良好，整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度。現將滑動變阻器R調到，閉合電鍵S，導體棒剛好能處于平衡。（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，）求：

（1）導體棒MN所受的安培力的大小和方向；

（2）導體棒MN與導軌的動摩擦因數；

（3）若將滑動變阻器R調到，在剛閉合電鍵S時導體棒MN的加速度大小。

Answer 1

【答案】（1）1N（2）0.1（3）1.5m/s2

【解析】（1）由題意可知MN中的電流大小為：；
電流的方向有M到N，根據左手定則可知，安培力方向水平向左；大小：F=BIL=0.5×2×1N=1N
（2）安培力與摩擦力大小相等，方向相反，即：f=F
又：f=μFN=μmg
得：

（3）若將滑動變阻器R調到1Ω，則：

F′=BI′L=0.5×5×1N=2.5N
根據牛頓第二定律：F′-f=ma
所以：