题目内容

如图所示,直流电源的电动势为E,内阻为r.U形金属导轨水平放置,宽度为L,电阻不计.垂直导轨放置的金属杆ab的质量为m,电阻为R,静止在导轨上.匀强磁场的磁感应强度为B,方向与金属杆垂直、与导轨平面成θ角.已知当地的重力加速度为g.试求:
(1)棒ab受到的摩擦力大小;
(2)棒ab受到导轨的支持力大小.
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(1)根据闭合电路的欧姆定律,电路中的电流为I=
E
R+r

棒ab受到的安培力为 F=BIL
棒ab的受力图如图所示,根据力的平衡条件,得
棒ab受到的摩擦力大小为f=F?sinθ=
BLE?sinθ
R+r

(2)导轨对棒ab的支持力大小为N=mg-F?cosθ=mg-
BLE?cosθ
R+r

答:(1)棒ab受到的摩擦力大小为
BLE?sinθ
R+r

(2)棒ab受到导轨的支持力大小mg-
BLE?cosθ
R+r
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