Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m，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=0.50T、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=0.50Ω的直流電源。現把一個質量m=0.040kg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=2.5Ω，金屬導軌電阻不計，g取10m/s2，已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，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的大小和方向。

Answer 1

【答案】(1) 1.5A (2) 0.30N (3) 0.06N

【解析】

(1)根據閉合電路歐姆定律，有：

I===1.5A；

(2)導體棒受到的安培力：

F安=BIL=0.5×1.5×0.4=0.30N；

(3)導體棒受力如圖，將重力正交分解，如圖：

F1=mgsin37°=0.24N

F1＜F安，根據平衡條件：

mgsin37°+f=F安

代入數據得：

f=0.06N