Question

8．如圖所示，水平金屬導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度B=5T的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面豎直向下，導(dǎo)軌間接有直流電源，電動勢E=3V，內(nèi)阻r=1Ω，平行導(dǎo)軌間距L=80cm，質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab垂直放置于平行導(dǎo)軌上，恰能靜止，金屬棒ab接入導(dǎo)軌間的電阻R=5Ω，金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)為μ，取g=10m/s²求：
（1）通過金屬棒ab的電流強度；
（2）金屬棒ab受到的摩擦力大小及方向．

Answer 1

分析 （1）由圖，導(dǎo)體棒與磁場垂直，由F=BIL求解安培力的大小，其中I由閉合電路歐姆定律求出；
（2）．安培力的方向由左手定則判斷，分析導(dǎo)體棒的情況，由平衡條件求出軌道對導(dǎo)體棒的阻力的大小和方向．

解答 解：（1）由閉合電路歐姆定律得電路中的電流為：I=$\frac{\;E}{R+r}$=$\frac{3}{5+1}$A=0.5A
（2）由左手定則可知，安培力的方向：水平向左；安培力的大小為：F_A=BIL
對導(dǎo)體棒，由平衡條件得：F_A=F_f；
代入數(shù)據(jù)解得：F_f=2N；
其阻力方向水平向右．
答：（1）通過金屬棒ab的電流強度是0.5A；
（2）金屬棒ab受到的摩擦力大小是2A，方向水平向右．

點評 本題是通電導(dǎo)體棒在磁場中平衡問題，安培力分析和計算是解題的關(guān)鍵，同時掌握受力平衡條件的應(yīng)用．