如图所示,电源电动势E=2.4V,内阻r=0.4Ω,电阻R2=0.2Ω,CD、EF为竖直平面内两条平行导轨,处在水平匀强磁场中,其电阻忽略不计,ab为金属棒,m=5g,L=25cm,电阻R1=0.2Ω,ab可在光滑轨道上自
问题描述:
如图所示,电源电动势E=2.4V,内阻r=0.4Ω,电阻R2=0.2Ω,CD、EF为竖直平面内两条平行导轨,处在水平匀强磁场中,其电阻忽略不计,ab为金属棒,m=5g,L=25cm,电阻R1=0.2Ω,ab可在光滑轨道上*滑动且与轨道接触良好,滑动时保持水平,g取10m/s2.求:
(1)S断开时,ab保持静止时B的大小?
(2)S接通瞬间,金属棒的加速度多大?
答
(1)回路中电流为I=
=E
R1+r
A=4A2.4 0.2+0.4
ab棒静止,则mg=BIL
B=
=mg IL
T=0.05T0.005×10 4×0.25
(2)S接通时流过ab棒的电流为
R=
=
R1R2
R1+R2
Ω=0.1Ω0.2×0.2 0.2+0.2
I′=
=E R+r
A=4.8A2.4 0.1+0.4
I2=
=I′ 2
A=2.4A4.8 2
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
m/s2=4m/s20.005×10−0.03 0.005
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.