Question

【題目】如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=1m，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)強度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.050kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰能靜止。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)軌接觸的兩點間的電阻R=4Ω。金屬導(dǎo)軌電阻不計，取g=10m/s2，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

(1)導(dǎo)體棒受到的安培力大小；

(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小。

Answer 1

【答案】(1)0.5N；(2)0.2N。

【解析】

(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：

導(dǎo)體棒受到的安培力：

F安=BIL

代入數(shù)據(jù)得：

F安=0.5N

(2)導(dǎo)體棒所受重力沿導(dǎo)軌向下的分力為：

F1=mgsin37°

據(jù)左手定則，安培力方向沿導(dǎo)軌向上，由于F1小于安培力，所以導(dǎo)體棒受沿導(dǎo)軌向下的摩擦力，根據(jù)共點力平衡條件得：

mgsin37°+f=F安

解得：

f=0.2N