Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0．40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4．5V、內(nèi)阻r=0．50Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量為m=0．040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2．5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2。已知sin37°=0．60，cos37°=0．80，求：

（1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小；

（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力。

Answer 1

【答案】（1）1．5A （2）0．3N， 方向平行導(dǎo)軌向上 （3）0．06N,方向平行導(dǎo)軌向下

【解析】

試題分析：（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：F安=BIL=0．30N，方向平行導(dǎo)軌向上

（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0．24N

由于F1小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件mg sin37°+f=F安

解得：f=0．06N