题目内容
【题目】如图所示，两平行金属导轨间的距离d=0.40m，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=0.50T，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=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个长度L=0.50m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
=2.50Ω，导体棒的质量m=0.04kg，金属导轨电阻不计，g取10m/
。（已知sin37°=0.60，cos37°=0.80），求：
【1】导体棒受到的安培力；
【2】导体棒受到的摩擦力。
【答案】
【1】 0.30N
【2】 0.06N
【解析】
（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小。根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小，运用左手定则判断安培力的方向。
（2）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小。
【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有：
代入数据解得：I=1.5A
导体棒受到的安培力：F安=BId
代入数据解得：F=0.5×1.5×0.4N=0.30N，方向沿斜面向上
【2】导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：
F1=mgsin37°=0.24N
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，根据共点力平衡条件有：
mgsin37°+f=F安
解得：f=0.06N
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