题目内容
【题目】如图所示,水平放置的金属导轨M、N,平行地置于匀强磁场中,间距为d,磁场的磁感强度大小为B,方向与水平导轨平面夹角为α,金属棒ab的质量为m,放在导轨上且与导轨M、N垂直。电源电动势为E,定值电阻为R,其余部分电阻不计。闭合开关后,导体棒静止。求:
(1)通过导体棒电流的大小;
(2)通电导体棒所受的安培力的大小和方向
(3)导体棒所受摩擦力和弹力大小。
【答案】(1)由闭合电路欧姆定律得:I=E/R
(2)通电导体棒所受的安培力的大小F安=BId,
方向:垂直于B斜向下。
(3)导体棒受力如图所示
Ff=BIdsinα FN =mg +BIdcosα
所以Ff=BEdsinα/R FN = mg +BEdcosα/R
【解析】(1)由闭合电路欧姆定律得:;
(2)通电导体棒所受的安培力的大小,方向:垂直于B斜向下。
(3)导体棒受力如图所示
根据平衡条件可以得到:,
所以,
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