题目内容
【题目】如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，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＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.040 kg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＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。
已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)电源的输出功率
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向；
【答案】(1)5.75W；(2)0.06N，方向沿斜面向下
【解析】
(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求解电流，根据P=I2 R0求解功率；（2）根据共点力平衡条件列式求解摩擦力。
(1)根据闭合电路欧姆定律：
E=I(R0+r)
P=I2 R0
P=5.75W
(2)导体棒受到的安培力：F安=BIL
根据共点力平衡条件，有：mgsin370+f=F安
解得：f=0.06N ，方向沿斜面向下
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