Question

【題目】如圖所示，afe、bcd為兩條平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L＝0.5m.ed間連入一電源E＝3V，內(nèi)阻r=0.5Ω，ab間放置一根長(zhǎng)為l＝0.5m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，cf水平且abcf為矩形.空間中存在一豎直方向的磁場(chǎng)，當(dāng)調(diào)節(jié)斜面abcf的傾角θ時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)且僅當(dāng)θ在30°～90°之間時(shí)，金屬桿可以在導(dǎo)軌上處于靜止平衡.已知金屬桿質(zhì)量為0.1kg，金屬桿的電阻R為1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻可忽略，金屬桿和導(dǎo)軌間最大靜摩擦力為彈力的倍.重力加速度g＝10m/s2，試求金屬桿受到的安培力和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

Answer 1

【答案】N；T，方向豎直向下。

【解析】

由磁場(chǎng)方向和平衡可判斷，安培力F方向?yàn)樗�平且背離電源的方向。由題意可知當(dāng)θ=90時(shí)，金屬桿處于臨界下滑狀態(tài)，有：

f1=mg…①

N1=F…②

f1=N1…③

由①③解得：

F=N…④

由閉合電路歐姆定律：

…⑤

由安培力性質(zhì)：

F=BIl…⑥

由⑤⑥得：

方向豎直向下