Question

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m，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=0.50 T、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=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040 kg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)軌接觸的兩點間的電阻R₀=2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s²。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求：

（1）通過導(dǎo)體棒的電流；

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大�。�

（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力。

Answer 1

解：（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：I==1.5 A。

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力

F_安=BIL=0.30 N。

（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F₁=mgsin37°=0.24 N

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)共點力平衡條件

mgsin37°+f=F_安

解得：f=6.0×10^-2 N。