Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40 m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導軌所在平面內，分布著磁感應強度B=0.50 T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場．金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內阻r=0.50 Ω的直流電源，現把一個質量m=0.040 kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止．導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導軌 電阻不計，g取10m/s2（已知sin37°=0.60，cos37°=0.80）．求：

（1）通過導體棒的電流；

（2）導體棒受到的安培力大小；

（3）導體棒受到的摩擦力．

Answer 1

【答案】（1）1.5A（2）0.30N（3）0.06N

【解析】

（1）導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據閉合電路歐姆定律有：

；

（2）導體棒受到的安培力：

；

（3）導體棒所受重力沿斜面向下的分力

，

由于F1小于安培力，故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f，根據共點力平衡條件

，

解得：

，

方向沿斜面向下；