Question

【题目】如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0．4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=370，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B=0．5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场；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．现把一个质量为m=0．04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止，导体棒的电阻R=2．5Ω．其余电阻不计，g=10m/s2．已知sin37°=0．60，cos37°=0．80，求：

（1）导体棒受到的摩擦力的大小

（2）若导轨光滑，仍能使导体棒静止在导轨上，求所加匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin及Bmin的方向

Answer 1

【答案】（1）0．06N（2）0．4T；垂直于导轨平面向上。

【解析】

试题分析：（1）导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0．24N；

由闭合电路的欧姆定律：

由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f

根据共点力平衡条件mg sin37°+f=F安

解得：f=0．06N．

（2）当安培力平行于轨道平面向上时，安培力最小；

此时对应最小磁感应强度满足：Fmin=BminIL

得：Bmin=0．4T；

由左手定则可知：垂直于导轨平面向上。