Question

【題目】如圖足夠長且電阻不計的光滑金屬導軌CF、DE的末端C，D點間接有一個電源，電源電動勢E=6V，內阻r=10Ω．兩導軌延長交于O點，△OEF為等腰三角形，E、F兩點處于同一水平面上，導軌所在平面與水平面的夾角0=37°，導軌上水平橫架一根質量m=0.2kg且單位長度電阻為a=1Ω的導體棒PQ．在垂直導軌平面的方向加一勻強磁場B，g取10m/s2，sin37=0.6。

（1）當PQ接入電路的長度L=0.5m時，求流過PQ的電流和CD兩點間的電壓。

（2）當磁感應強度B=1.5T時，PQ靜止在導軌上的某一位置，求此時磁場的方向、PQ所受安培力的大小及其電流的大小。

Answer 1

【答案】（1）4A ,2V。 （2）磁場的方向垂直導軌平面向上、 1.5N, 5A。

【解析】

（1）當PQ接入電路的長度L=0.5m時，此時PQ接入電路中的電阻R1=0.5Ω，有閉合電路歐姆定律可得，解得流過PQ電流為：I1=4A，CD兩點間電壓：U=E-I1r=2V

（2）由平衡條件得PQ受安培力沿斜面向上，即磁場方向垂直導軌平面向上，由平衡條件得，PQ受安培大小為：F安=mgsinθ，即：F安=1.5N，由F安=BI1L2且：I2=，聯立求解得，I2=5A，L2=0.2m