Question

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.4 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．現(xiàn)把一個質(zhì)量m＝0.04 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)軌的其它電阻不計，g取10 m/s².已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，試求：

(1)通過導(dǎo)體棒的電流；

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小；

(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小．

Answer 1

 (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＝mgsin 37°＝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mgsin 37°＋f＝F_安解得：f＝0.06 N

【答案】　(1)1.5 A　(2)0.30 N　(3)0.06 N