题目内容
【题目】水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，两平行金属导轨间距l=0.5 m，M和P之间接入电动势为E=6 V、r=1 Ω的电源，现垂直于导轨搁一根质量m=0.2 kg、电阻R0= 2Ω，的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，方向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方，金属棒刚好能静止。（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8），如右图所示，求：
(1)ab棒与轨道间的摩擦因数为多少？
(2)若B的大小变为2T，方向不变，棒的加速度为多少？
【答案】（1）0.5（2）
【解析】
根据左手定则正确判断出导体棒ab所受安培力的方向，然后对棒ab正确进行受力分析，根据所处平衡状态结合闭合电路欧姆定律列方程，即可正确求解；
磁感应强度增大，安培力增大，导体棒加速运动，根据牛顿第二定律结合闭合电路欧姆定律列方程，即可正确求解；
(1)对导体棒受力分析，受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，斜向上的安培力和向右的摩擦力，有：
在水平方向上：F摩Fsinθ=0…①
在竖直方向上：FN+Fcosθmg=0…②
F摩=μFN…③
I=
…④
F=BIL…⑤
联立①②③④⑤式得：μ=0.5
（2）若B的大小变为2T，方向不变，在水平方向上： Fsinθ-F摩=ma…⑥
在竖直方向上：FN+Fcosθmg=0…⑦
F摩=μFN…⑧
I=…⑨
F=BIL…⑩
联立①②③④⑤式得：a=5m/s2
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