Question

【題目】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=37,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源。現(xiàn)把一個質(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sin37=0.60,cos37=0.80）

試求:（1）通過導(dǎo)體棒的電流大小;

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小和方向;

（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小和方向.

Answer 1

【答案】（1）1.5A（2）0.6N，沿斜面向上（3）=0.36N，方向沿斜面向下

【解析】

解：(1)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：

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力：

根據(jù)左手定則可知，安培力的方向平行斜面向上

(3)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力：

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：

解得：