Question

【題目】如圖所示，電源電動勢為3V，內阻不計，兩個不計電阻的金屬圓環表面光滑，豎直懸掛在等長的細線上，金屬環面平行，相距1m，兩環分別與電源正負極相連。現將一質量0.06kg，電阻1.5Ω的導體棒輕放在環上，導體棒與環有良好電接觸。兩環之間有方向豎直向上，磁感應強度為0.4T的勻強磁場。當開關閉合后，導體棒上滑到某位置靜止不動，試求:

(1)在此位置上棒對每一只環的壓力為多少？

(2)若已知環半徑為0.5m，此位置與環底的高度差是多少？

Answer 1

【答案】(1) 0.5N (2) 0.2m

【解析】（1）棒受的安培力：

棒中電流為：

代入數據解得：

對棒受力分析如圖所示（從右向左看），兩環受支持力的總和為：

代入數據解得：

由牛頓第三定律知，棒對每一只環的壓力為。

（2）由圖中幾何關系有，得

棒距環底的高度為。