Question

如圖所示，同一水平面上的兩條平行導軌ab、cd置于豎直向上的勻強磁場中，間距為2m．一根質量為2kg的金屬棒PQ垂直兩導軌放置，金屬棒與導軌間的動摩擦因數為0.2．當金屬棒中通入5A的電流時，金屬棒向右加速運動，加速度大小為2m/s²，取g=lOm/s²．求磁感應強度的大小和金屬棒PQ中電流的方向．

Answer 1

分析：根據左手定則，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是導線受的安培力的方向．根據F=BIL來計算安培力的大小即可．

解答：解：
根據牛頓第二定律，F_安-F_f=ma
F_安=BIL
F_f=μmg
聯立以上方程代入數據解得：B=0.8T
根據左手定則，可判斷出金屬棒PQ中的電流方向由Q→P
答：磁感應強度的大小為0.8T，金屬棒PQ中電流的方向為由Q→P．

點評：本題是安培力的分析和計算問題．安培力大小的一般計算公式是F=BILsinα，α是導體與磁場的夾角，當B、I、L互相垂直的時候安培力最大為F=BIL．