Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L＝0.4m，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＝0.5T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場．金屬導軌的一端接有電動勢E＝4.5V、內阻r＝0.5的直流電源．現把一個質量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＝2.5，金屬導軌電阻不計，g取10m/s2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)通過導體棒的電流；

(2)導體棒受到的安培力大小；

(3)導體棒受到的摩擦力大小．

Answer 1

【答案】(1)I＝1.5 A (2)F安＝0.30N (3)Ff＝0.06N

【解析】（1）導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據閉合電路歐姆定律有：

（2）導體棒受到的安培力：F=BIL=0.5×1.5×0.4=0.30N
根據左手定則，方向平行斜面向上；
（2）導體棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37°=0.24N，
由于F1小于安培力，故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f；
根據共點力平衡條件，有：mg sin37°+f=F
解得：f=0.06N