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磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则
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如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T，与导轨上端相连的电池的
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T，与导轨上端相连的电池的电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R
0
=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R
1
=1.0Ω，与单刀双掷开关触点“2”相连的电阻R
2
=1.0Ω，电路中其它电阻不计．当S与触点“1”接通时，导体棒刚好保持静止状态．求：
（1）匀强磁场的方向；
（2）S与触点“1”接通时，导体棒的发热功率；
（3）当开关S与触点“2”接通后，导体棒的最大速度．
◎ 答案
（1）当S与触点“1”接通时，导体棒刚好保持静止状态，安培力与重力沿斜面向下的分力平衡，则安培力方向沿斜面向上，根据左手定则，磁场的方向是垂直斜面向下
（2）当S与“1”接通时
I
总
=
E
R
总
=
E
r+
R
0
R
1
R
0
+
R
1
=
4.5
0.4+0.6
A=4.5A
导体棒上的电流
I
0
=
R
1
R
0
+
R
1
I
总
=
1
1.5+1
×4.5A=1.8A
导体棒的发热功率
p=
I
0
2
R
0
=1.
8
2
×1.5W=4.86W
（3）S与“1”接通时，导体棒平衡BI
0
L-mgsinα=0
S与“2”接通后，导体棒加速下滑，达到最大速度时应满足 BI′L-mgsinα=0
比较两种情况，得知流过导体棒的电流为 I′=I
0
=1.8A
I
/
=
ε
R
/总
=
BL
v
m
R
/
总
得导体棒的最大速度为
v
m
=
I
/
R
/
总
BL
=
I
/
(
R
1
R
2
R
1
+
R
2
+
R
0
)
BL
代入数据，求得 v
m
=3.6m/s
答：
（1）匀强磁场的方向垂直斜面向下；
（2）S与触点“1”接通时，导体棒的发热功率是4.86W；
（3）当开关S与触点“2”接通后，导体棒的最大速度是3.6m/s．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=2.0T，与导轨上端相连的电池的…”主要考查了你对 【电功】，【电功率】，【闭合电路欧姆定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/437088.html
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