题目内容
如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，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＝0.50 T、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＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg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R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计， g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60、cos 37°＝0.80，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力；
(3)导体棒受到的摩擦力．
(4)若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，求此时磁场磁感应强度B2的大小？
(1)根据闭合电路欧姆定律得I１＝
＝1.5 A.(2分)
(2)导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30 N.(3分)
由左手定则可知，安培力沿斜面向上(2分)
(3)对导体棒受力分析如图，将重力正交分解
沿导轨方向F1＝mgsin 37°＝0.24 N
F1<F安，根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下(2分)
mgsin 37°＋f＝F安(2分)
解得f＝0.06 N.(1分)
(4)当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，则
B2IL＝mgtan α，(3分)
B2＝0.5T(1分)
练习册系列答案
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