Question

如圖，水平放置的金屬導軌平行地置于勻強磁場中，間距為L=1m，磁場的磁感強度大小為B=1T，方向與導軌平面夾為α=37°，電源電動勢為E=3V，定值電阻R=15Ω，其余部分電阻不計．金屬棒ab的質量為1kg，始終靜止在導軌上且與導軌垂直．（sin37°=0.6，cos 37°=0.8，取g=10m/s²）
求：（1）金屬棒ab受到軌道的摩擦力；
（2）金屬棒ab受到軌道的支持力．

Answer 1

分析：根據左手定則可確定安培力的方向，對棒受力分析，由力的平行四邊形定則來將力分解，由平衡條件可得出摩擦力與支持力大小．

解答：解：根據左手定則可知，安培力如圖所示，
  根據閉合電路歐姆定律，則有I=

E

R

=

3

15

A=0.2A，
安培力大小則為：F=BIL=0.2N；
根據力的分解，則有
（1）f=Fsin37°=0.2×0.6N=0.12N
（2）N=mg+Fc0s37°=10+0.2×0.8=10.16N
答：（1）金屬棒ab受到軌道的摩擦力0.12N；（2）金屬棒ab受到軌道的支持力10.16N．

點評：考查左手定則與平衡條件，并掌握受力分析與力的分解方法．