Question

【题目】如图所示，固定的两光滑导体圆环半径为0.5m，相距1m，在两圆环上放一导体棒，圆环上接有电源，电源的电动势为3V，内阻不计，导体棒质量为60g，电阻为1.5Ω，匀强磁场竖直向上，B=0.4T，当开关S闭合后，棒从圆环底端上滑至某一位置后静止．试求：（g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）

（1）静止后每个环对棒的支持力；

（2）此棒静止后的位置与环底的高度差．

Answer 1

【答案】（1）静止后每个环对棒的支持力是0.5N；（2）此金属棒环底的高度差是0.2m．

【解析】解：（1）金属棒受到的安培力为：

对金属棒进行受力分析，金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力，如图：

因为金属棒静止，根据平衡条件得每个环对棒的支持力FN：

N

（2）由于：

所以：θ=53°

所以金属棒上升的高度为：

h=r﹣rcosθ=0.5﹣0.5cos53°=0.2m

答：（1）静止后每个环对棒的支持力是0.5N；（2）此金属棒环底的高度差是0.2m．