题目内容
【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面斜向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量为m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力。
【答案】(1)1.5A (2)0.3N, 方向平行导轨向上 (3)0.06N,方向平行导轨向下
【解析】
试题分析:(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:(2)导体棒受到的安培力:F安=BIL=0.30N,方向平行导轨向上
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件mg sin37°+f=F安
解得:f=0.06N
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