Question

水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，且金属棒ab保持静止．
（1）求匀强磁场磁感应强度B的大小和方向．
（2）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针旋转37°（沿ab方向观察），此时ab仍然静止，求轨道对ab的支持力和摩擦力的大小？（g=10m/s²）

Answer 1

解（1）当F_安=mg…①，ab对轨道的压力恰好为零，
F_安=BIL …②
I=

E

r+R

…③
代入数据解得B=1T，且方向水平向左；
（2）F_安cos53°=f_静 …④
N=mg-F_安sin53° …⑤
代入数据解得：N=0.08N，f_静=0.24N；
答：（1）匀强磁场磁感应强度B的大小为1T，方向水平向左．
（2）轨道对ab的支持力为0.08N，摩擦力的大小0.24N．