Question

【題目】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=37°，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sin37°=0.60，cos37°=0.80，試求：

（1）導體棒受到的安培力大��；
（2）導體棒受到的摩擦力的大小．

Answer 1

【答案】
（1）解：由歐姆定律得：I=

導體棒受到的安培力大小F=BI1L=0.5×1.5×0.4N=0.3N

答：導體棒受到的安培力大小為0.3N；

（2）解：假設導體棒受到的摩擦力沿導軌向上

根據左手定則，導體棒受到的安培力沿導軌向上．

則由平衡條件得：F+f=mgsinθ

得：f=mgsinθ﹣F=0.04×10×0.6﹣0.3N=﹣0.06N，

故沿斜面向下

答：導體棒受到的摩擦力大小為0.06N，方向沿斜面向上．

【解析】（1）ab棒與電阻R并聯，求出并聯電阻，由歐姆定律求出干路電流I，并求出流過ab棒的電流，由安培力公式F=BIL求解安培力．（2）導體棒受到重力、安培力、導軌的支持力和靜摩擦力，根據平衡條件求出導體棒受到的摩擦力