Question

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37º，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源。現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R₀=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌的其它電阻不計(jì)，g取10m/s²。已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，試求：

⑴通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
⑵導(dǎo)體棒受到的安培力大小；
⑶導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小。

Answer 1

（1）1.5A   （2）0.30N   （3）0.24N

解析試題分析：⑴導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：
=1.5A            4分
⑵導(dǎo)體棒受到的安培力：F_安=BIL=0.30N             4分
⑶導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F₁=" mg" sin37º=0.24N                2分
由于F₁小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件
mg sin37º+f=F_安              3分
解得：f =0.06N                  2分
考點(diǎn)： 共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用；安培力