Question

（2009?宜昌模擬）如圖所示，水平面內的平行導軌左端連有一個電源，其電動勢為E，內阻為r．有一根導體棒垂直導軌放置，其質量為m，電阻為R，導軌電阻不計．整個導軌處在磁感應強度為B，方向與水平面成θ的勻強磁場中，導體棒處于靜止狀態，求棒受到的摩擦力大小和棒對軌道的壓力大小．

Answer 1

分析：導體棒處于靜止狀態，合外力為零，分析受力情況，根據平衡條件、歐姆定律和安培力公式結合進行求解．

解答：解：受力分析如圖，安培力為：F_安=BIL    
根據閉合電路歐姆定律得：I=

E

R+r

分解F_安，由平衡條件得：f=F_安sinθ=BILsinθ=

BELsinθ

R+r

N=mg+F_安=mg+F_安cosθ=mg+BILcosθ=mg+

BELcosθ

R+r

由牛頓第三定律：N′=N=mg+

BELcosθ

R+r

答：棒受到的摩擦力大小和棒對軌道的壓力大小分別為

BELsinθ

R+r

和mg+

BELcosθ

R+r

．

點評：本題是帶電體在磁場中平衡問題，分析和計算安培力是解題的關鍵．