Question

【題目】如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度B=1T、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(xiàn)把一個質量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω,金屬導軌的其它電阻不計,g取10m/s2。已知sin37=0.60,cos37=0.80）

試求:（1）通過導體棒的電流大小;

（2）導體棒受到的安培力大小和方向;

（3）導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)導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

(2)導體棒受到的安培力：

根據(jù)左手定則可知，安培力的方向平行斜面向上

(3)導體棒所受重力沿斜面向下的分力：

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(jù)共點力平衡條件：

解得：