题目内容
【题目】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＝0.80 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＝0.04 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sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：
(1) 导体棒受到的安培力的大小；
(2) 导体棒与轨道间的动摩擦因数。
【答案】（1）0.48N（2）0.75
【解析】
（1）利用闭合电路欧姆定律可以求出通过导体棒的电流；利用安培力的计算公式F=BLI计算导体棒受到的安培力大小；
（2）利用力的分解，根据二力平衡，计算摩擦因数；
（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=BIL=0.8×1.5×0.4=0.48N；
根据左手定则，方向平行斜面向上；
（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin37°=0.24N，
由于F1小于安培力，恰好静止的导体棒受沿斜面向下的摩擦力fm；
根据共点力平衡条件，有：mg sin37°+fm=F，fm=0.24N FN=mgcos37°=0.32N，
解得：= fm/ FN=0.75.
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