Question

11．如圖所示，在同一水平面上的兩導軌相互平行間距為d=2m，并處在豎直向上的勻強磁場中，一根質量為m=3.6kg的金屬棒放在導軌上．當棒中電流為I₁=5A時，棒做勻速運動；當電流變為I₂=8A時，棒的加速度為a=2m/s²．求：磁感應強度B的大小．

Answer 1

分析 分析導體棒的受力情況，明確安培力F=BIL；再根據平衡條件和牛頓第二定律列式，聯立即可求得磁感應強度的大小．

解答 解：
金屬棒所受安培力始終水平，導軌對其支持力一直與重力平衡，所受摩擦力恒為f，當通入電流I₁時，根據受力平衡
BdI₁=f 
當通入電流I₂時，導體棒做加速運動，根據牛頓第二定律
BdI₂-f=ma
由以上兩式聯立解得：
B=$\frac{ma}{d{I}_{2}-d{I}_{1}}$=$\frac{3.6×2}{2×8-2×5}$T=1.2T        
答：磁感應強度B的大小為1.2T．

點評 本題考查安培力和牛頓第二定律結合問題，要注意明確安培力的性質，然后將其作為物體其中一個受力，則所研究的問題即變成一般的動力學的分析問題．