Question

【題目】如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L=1.0m，導(dǎo)軌電阻忽略不計；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=lkg，電阻R0=0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=0.1Ω，電阻R=2.0Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α=53°角；ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.5，定滑輪摩擦不計，重物的質(zhì)量M=lkg，線對ab的拉力為水平方向，重力加速度g=10m/s2．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）通過ab的電流大小．

（2）ab受到的安培力大小．

（3）導(dǎo)體棒加速度大小和方向

Answer 1

【答案】（1）2.0A（2）5.0N（3）1.25m/s2，水平向右

【解析】

（1）由閉合電路的歐姆定律求解電流；（2）根據(jù)F=BIL求解安培力；（3）對整體由牛頓第二定律求解加速度.

（1）由閉合電路的歐姆定律可得，

通過ab的電流==2.0A

（2）ab受到的安培力：F=BIL=2.5×2×1.0N=5.0N；

（3）ab受力如圖所示；

f=μ（mg﹣Fcos53°）=3.5N

對整體由牛頓第二定律得 Mg-f-Fsin53°=(m+M)a

，方向水平向右.