Question

（15分）如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37º，在導軌所在平面內，分布著磁感應強度B=0.50T、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=4.5V、內阻r=0.50Ω的直流電源。現把一個質量m=0.04kg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，金屬導軌的其它電阻不計，g取10m/s²。已知sin37º=0.60， cos37º=0.80，試求：

⑴通過導體棒的電流；
⑵導體棒受到的安培力大小；
⑶導體棒受到的摩擦力的大小。

Answer 1

⑴  1.5A    ⑵   0.30N    ⑶   0.06N

解析試題分析：⑴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：=1.5A
⑵導體棒受到的安培力：F_安=BIL=0.30N
⑶導體棒所受重力沿斜面向下的分力F₁=" mg" sin37º=0.24N
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：mg sin37º+f=F_安
解得：f =0.06N
考點：本題考查電磁感應中的歐姆定律、物體的平衡等問題，意在考查學生的綜合分析能力。