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=370，在導軌所在的平面內，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=0．50Ω的直流電源．現把一個質量為m=0．04kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒靜止，導體棒的電阻R=2．5Ω．其余電阻不計，g=10m/s2．已知sin37°=0．60，cos37°=0．80，求：

（1）導體棒受到的摩擦力的大小

（2）若導軌光滑，仍能使導體棒靜止在導軌上，求所加勻強磁場磁感應強度的最小值Bmin及Bmin的方向

Answer 1

【答案】（1）0．06N（2）0．4T；垂直于導軌平面向上。

【解析】

試題分析：（1）導體棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0．24N；

由閉合電路的歐姆定律：

由于F1小于安培力，故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f

根據共點力平衡條件mg sin37°+f=F安

解得：f=0．06N．

（2）當安培力平行于軌道平面向上時，安培力最小；

此時對應最小磁感應強度滿足：Fmin=BminIL

得：Bmin=0．4T；

由左手定則可知：垂直于導軌平面向上。