Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.4m，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=0.5T方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場，金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻r=0.5Ω的直流電源，現把個質量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R=2.5Ω，金屬導軌電阻不計，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）通過導體棒的電流I的大��；

（2）導體棒受到的安培力F的大小及方向；

（3）導體棒受到的摩擦力f的大小及方向

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，由閉合電路歐姆定律得，解得：

(2) 導體棒受到的安培力

由左手定則可得，安培力F方向平行斜面向上。

(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

畫出導體棒的受力示意圖如圖：

則據共點力平衡條件，解得