题目内容
如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为l,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?
分析:如图,导体棒AC静止于水平导轨上,受到重力、安培力、导轨的支持力和静摩擦力.导体棒与磁场方向垂直,安培力大小FA=BIl,根据左手定则判断安培力方向,根据平衡条件求解导轨对导体棒的支持力和摩擦力,再由牛顿第三定律求解导轨受到AC棒的压力和摩擦力.
解答:解:以导体棒AC为研究对象,分析受力,如图.
其中,安培力大小FA=BIl,根据平衡条件得
N+FAcosθ=mg ①
f=FAsinθ ②
由①得,N=mg-FAcosθ=mg-BIlcosθ
由②得,f=BIlsinθ
由牛顿第三定律得,导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为mg-BIlcosθ和BIlsinθ.
答:导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为mg-BIlcosθ和BIlsinθ.
其中,安培力大小FA=BIl,根据平衡条件得
N+FAcosθ=mg ①
f=FAsinθ ②
由①得,N=mg-FAcosθ=mg-BIlcosθ
由②得,f=BIlsinθ
由牛顿第三定律得,导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为mg-BIlcosθ和BIlsinθ.
答:导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为mg-BIlcosθ和BIlsinθ.
点评:本题是磁场知识与力学知识的综合,比较简单,安培力是桥梁,关键是安培力的方向判断和大小计算.
练习册系列答案
相关题目
如图所示,通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为L,通过的电流大小为I且垂直纸面向里,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,则导体棒受到的( )
A、安培力大小为BIL | B、安培力大小为BILsinθ | C、摩擦力大小为BILsinθ | D、支持力大小为mg-BILcosθ |