Question

【题目】如图所示，两足够长平行金属导轨间的距离L=1m，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。现把一个质量m=0.050kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰能静止。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R=4Ω。金属导轨电阻不计，取g=10m/s2，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

(1)导体棒受到的安培力大小；

(2)导体棒受到的摩擦力大小。

Answer 1

【答案】(1)0.5N；(2)0.2N。

【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有：

导体棒受到的安培力：

F安=BIL

代入数据得：

F安=0.5N

(2)导体棒所受重力沿导轨向下的分力为：

F1=mgsin37°

据左手定则，安培力方向沿导轨向上，由于F1小于安培力，所以导体棒受沿导轨向下的摩擦力，根据共点力平衡条件得：

mgsin37°+f=F安

解得：

f=0.2N