Question

4．如圖所示，MN，PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，直導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好，導(dǎo)軌間距L=10cm，其電阻為R=2Ω，導(dǎo)軌所在的區(qū)域處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)電阻r=1Ω，開關(guān)S接通后直導(dǎo)體棒ab仍靜止不動(dòng)，求直導(dǎo)體棒ab所受的摩擦力的大小和方向．

Answer 1

分析 根據(jù)閉合電路的歐姆定律求的電流；由F=BIL求的安培力大小，由左手定則確定方向；根據(jù)共點(diǎn)力平衡求的摩擦力大小和方向．

解答 解：由閉合電路的歐姆定律可得：
I=$\frac{E}{R+r}=\frac{3}{2+1}A=1A$
由安培定則可知安培力方向右，大小為：
F=BIL=0.2×1×0.1N=0.02N
有共點(diǎn)力平衡可知：
f=F=0.02N，方向向左
答：直導(dǎo)線ab所受摩擦力的大小為0.02N，方向向左．

點(diǎn)評(píng) 本題借助安培力考查了平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是明確等效電路，利用閉合電路的歐姆定律求的電流大小