Question

【題目】MN、PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，金屬棒ab靜止放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌間距L=0.1m，ab棒的質(zhì)量為m=0.01kg，電阻為0.4Ω，導(dǎo)軌所在區(qū)域處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.2Ω，其余電阻忽略不計(jì)，當(dāng)電鍵閉合的瞬間，測(cè)得棒ab的加速度大小為a=2m/s2，求電鍵閉合瞬間：

（1）通過直導(dǎo)線ab的電流；

（2）直導(dǎo)線ab所受的摩擦力的大小和方向。

Answer 1

【答案】（1）2.5A（2）0.03N，方向水平向左

【解析】

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電流；（2）根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合安培力的公式求解摩擦力的大小。

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過ab的電流為

解得 I=2.5A

（2）導(dǎo)線所受的安培力為 F=BIL=0.2×2.5×0.1N=0.05N

由牛頓第二定律可得F-f= ma方向水平向右

解得 f=0.03N，方向水平向左.