题目内容
如图所示，平行金属导轨间距为0.5m，水平放置，电源电动势为E=1.5V，内阻r=0.2Ω，金属棒电阻R=2.8Ω，与平行导轨垂直，其余电阻不计，金属棒处于磁感应强度B=2.0T、方向与水平方向成600角的匀强磁场中，则开始接通电路瞬间，问：（1）金属棒受到的安培力的大小和方向如何？
（2）若棒的质量为m=5×10-2kg，此时它对轨道的压力是多少？
分析：（1）如图，导体棒与磁场垂直，由F=BIL求解安培力的大小，其中I由闭合电路欧姆定律求出．安培力的方向由左手定则判断；
（2）分析导体棒的情况，由平衡条件求出轨道对导体棒的支持力，再由牛顿第三定律求解它对轨道的压力．
（2）分析导体棒的情况，由平衡条件求出轨道对导体棒的支持力，再由牛顿第三定律求解它对轨道的压力．
解答：解：（1）由闭合电路欧姆定律得
电路中的电流为 I=
=
A=0.5A
安培力的大小为 F=BIL=2.0×0.5×0.5=0.5N
由左手定则可知，与水平成30°斜向左上方
（2）对导体棒，由平衡条件得：FN+Fsin30°=mg
解得：FN=0.25N
由牛顿第三定律可知，对轨道的压力为0.25N．
答：（1）金属棒受到的安培力的大小是0.5N，方向与水平成30°斜向左上方．
（2）若棒的质量为m=5×10-2kg，此时它对轨道的压力是0.25N．
电路中的电流为 I=
| E |
| R+r |
| 1.5 |
| 2.8+0.2 |
安培力的大小为 F=BIL=2.0×0.5×0.5=0.5N
由左手定则可知，与水平成30°斜向左上方
（2）对导体棒，由平衡条件得：FN+Fsin30°=mg
解得：FN=0.25N
由牛顿第三定律可知，对轨道的压力为0.25N．
答：（1）金属棒受到的安培力的大小是0.5N，方向与水平成30°斜向左上方．
（2）若棒的质量为m=5×10-2kg，此时它对轨道的压力是0.25N．
点评：本题是通电导体棒在磁场中平衡问题，安培力分析和计算是解题的关键．
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
如图所示，倾角为θ=30°，宽度为L=1m的足够长的U型平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T且范围充分大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F，牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导棒ab由静止沿导轨向上移动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直）．当金属导棒ab移动s=2.8m时，获得稳定速度．在此过程中金属导棒产生的热量为Q=5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s2）．
如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是（两导线圈共面位置）（ ）
（2010?南通模拟）如图所示，左右两边分别有两根平行金属导轨相距为L，左导轨与水平面夹30°角，右导轨与水平面夹60°角，左右导轨上端用导线连接．导轨空间内存在匀强磁场，左边的导轨处在方向沿左导轨平面斜向下，磁感应强度大小为B的磁场中．右边的导轨处在垂直于右导轨斜向上，磁感应强度大小也为B的磁场中．质量均为m的导杆ab和cd垂直导轨分别放于左右两侧导轨上，已知两导杆与两侧导轨间动摩擦因数均为μ=
