Question

如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，? 金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、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＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg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＝2.5Ω，金属导轨电阻不 计，g取10m/s2，已知sin37°＝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大小；

（3）导体棒受到的摩擦力大小和方向．

 

Answer 1

【答案】

（1）1.5A；（2）导体棒受到的安培力大小为0.30N；（3）导体棒受到的摩擦力大小为0.06N，方向沿斜面向下．

【解析】

试题分析: （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：I=，代人数据解得：I=1.5A。

（2）导体棒受到的安培力：F安=BIL

代人数据解得：F=0.30N，方向沿斜面向上

（3）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡。导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：F1=mgsin37°=0.24N

由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力Ff，根据共点力平衡条件有：

mgsin37°+Ff=F安

解得：Ff=0.06N

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；闭合电路的欧姆定律；安培力