Question

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=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(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 =0.5Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m =0.04kg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R =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）通過導(dǎo)體棒的電流大小；

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大小和方向；

（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小和方向 。

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==1.5A                ………………………………………3分

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：F安=BIL=0.30N………………………………….6分
（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mgsin37°=0.24N………………..8分
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mgsin37°+f=F安
解得：f=0.06N……………………………………………………………………10分