Question

10．如圖所示，在兩根平行的金屬滑軌上，垂直于滑軌放置一根質量m=20g的金屬棒cd，其電阻R=0.1Ω，它可以沿滑軌無摩擦地滑動，設兩滑軌間的距離L=0.1m，滑軌的電阻不計，電池電動勢為2V，內阻不計，B=10^-2T，求電鍵S閉合瞬間，cd棒獲得的加速度的大小和方向．

Answer 1

分析 金屬棒在磁場中通電的瞬間受到安培力的作用加速，根據閉合的歐姆定律公式求出通電瞬間金屬棒電流的大小，再由安培力公式求解安培力的大小，再通過牛二定律求解加速度的大小，由左手定則判斷安培力的方向，即加速度的方向．

解答 解：電鍵K閉合的瞬間，由閉合電路歐姆定律得，通過金屬棒的電流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{0.1}$A=20A
在磁場中通電導線cd受力：F=BIL=10^-2×20×0.1N=0.02N，
由牛頓第二定律得a=$\frac{F}{m}$=$\frac{0.02}{20×1{0}^{-3}}$m/s²=1m/s²；
根據左手定則，安培力水平向左，即加速度方向也水平向左；
答：電鍵S閉合瞬間，cd棒獲得的加速度的大小為1m/s²，方向水平向左．

點評 本題考查通電導體在磁場中的問題，掌握左手定則的應用，會用歐姆定律解出電流，通過電流計算導體受力的大小和方向是解題的關鍵．屬于基礎題．