Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量m=1.0kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下水平靜止在傾角為37°、寬度L=1.0m的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下，磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi)。在右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=8.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω，額定功率（輸入功率）為8.0W，額定電壓為4.0V的電動(dòng)機(jī)M正常工作，，重力加速度，試求：

（1）電動(dòng)機(jī)的額定電流IM與通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I。
（2）金屬棒受到的安培力F大小及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小。

Answer 1

【答案】（1）2A；2A（2）6N；3T

【解析】

（1）電動(dòng)機(jī)的正常工作時(shí)，有：

PM=UIM

代入數(shù)據(jù)解得：

IM=2A

通過(guò)電源的電流為：

通過(guò)導(dǎo)體棒的電流

I=I總-IM=2A

（2）導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，由共點(diǎn)力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即：

F=mgsin37°=6N

流過(guò)導(dǎo)體棒的電流I為I=2A

F=BIL

解得：

B=3T