Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L＝0.40 m，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＝0.50 T，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＝4.5 V、內阻r＝0.50 Ω的直流電源．現把一個質量m＝0.04 kg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 Ω，金屬導軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：導體棒受到的摩擦力大小及方向？

Answer 1

【答案】0.06 N. 沿導軌所在平面向下

【解析】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I＝＝1.5 A.

導體棒受到的安培力F安＝ILB＝0.3 N.

導體棒所受重力沿導軌所在平面向下的分力F1＝mgsin37°＝0.24 N，由于F1小于安培力，故導體棒受沿導軌所在平面向下的摩擦力Ff，

根據共點力平衡條件有mgsin37°＋Ff＝F安，

解得Ff＝0.06 N.