题目

如图所示，电源电动势E=2.4V，内阻r=0.4Ω，电阻R₂=0.2Ω，CD、EF为竖直平面内两条平行导轨，处在水平匀强磁场中，其电阻忽略不计，ab为金属棒，m=5g，L=25cm，电阻R₁=0.2Ω，ab可在光滑轨道上自由滑动且与轨道接触良好，滑动时保持水平，g取10m/s²．求：

（1）S断开时，ab保持静止时B的大小？
（2）S接通瞬间，金属棒的加速度多大？

提问时间：2021-04-01

答案

（1）回路中电流为I=

E

R1+r

＝

2.4

0.2+0.4

A＝4A
ab棒静止，则mg=BIL
B=

mg

IL

＝

0.005×10

4×0.25

T＝0.05T
（2）S接通时流过ab棒的电流为
R=

R1R2

R1+R2

＝

0.2×0.2

0.2+0.2

Ω＝0.1Ω
I′＝

E

R+r

＝

2.4

0.1+0.4

A＝4.8A
I₂=

I′

2

＝

4.8

2

A＝2.4A
ab棒受到的安培力为
F′=BI₂L=0.05×2.4×0.25N=3×10^-2N
产生的加速度为
a＝

mg−F′

m

＝

0.005×10−0.03

0.005

m/s2＝4m/s2
方向竖直向下．
答：（1）S断开时，ab保持静止时B的大小为0.05T；
（2）S接通瞬间，金属棒的加速度多大为4m/s²．