Question

如圖所示，通電導(dǎo)體棒AC靜止于水平導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m長為l，通過的電流強度為I，勻強磁場的磁感強度B的方向與導(dǎo)軌平面成θ角，求導(dǎo)軌受到AC棒的壓力和摩擦力各為多大？

Answer 1

分析：如圖，導(dǎo)體棒AC靜止于水平導(dǎo)軌上，受到重力、安培力、導(dǎo)軌的支持力和靜摩擦力．導(dǎo)體棒與磁場方向垂直，安培力大小F_A=BIl，根據(jù)左手定則判斷安培力方向，根據(jù)平衡條件求解導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力，再由牛頓第三定律求解導(dǎo)軌受到AC棒的壓力和摩擦力．

解答：解：以導(dǎo)體棒AC為研究對象，分析受力，如圖．
其中，安培力大小F_A=BIl，根據(jù)平衡條件得
   N+F_Acosθ=mg ①
   f=F_Asinθ    ②
由①得，N=mg-F_Acosθ=mg-BIlcosθ
由②得，f=BIlsinθ    
由牛頓第三定律得，導(dǎo)軌受到AC棒的壓力和摩擦力各為mg-BIlcosθ和BIlsinθ．
答：導(dǎo)軌受到AC棒的壓力和摩擦力各為mg-BIlcosθ和BIlsinθ．

點評：本題是磁場知識與力學(xué)知識的綜合，比較簡單，安培力是橋梁，關(guān)鍵是安培力的方向判斷和大小計算．