解题思路:(1)通过闭合电路欧姆定律求出电流,当重力等于阻力时刚好静止;
(2)通过闭合电路欧姆定律求出流过ab杆的电流,由F=BIL求出安培力,由牛顿第二定律求出加速度;
(1)回路中电流为I=
E
R1+r=
2.4
0.2+0.4A=4A
ab棒静止,则mg=BIL
B=
mg
IL=
0.005×10
4×0.25T=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+0.2Ω=0.1Ω
I′=
E
R+r=
2.4
0.1+0.4A=4.8A
I2=
I′
2=
4.8
2A=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
0.005m/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.
点评:
本题考点: 安培力.
考点点评: 本题是通电导体在磁场中平衡问题,分析和计算安培力是关键,安培力是联系力学与磁场的桥梁.