Question

4．如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m=lkg，电阻R₀=0.9Ω，与导轨接触良好；内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°角；ab与导轨间动摩擦因数及定滑轮摩擦均不计，线对ab的拉力为水平方向，所挂重物的重力为G=2N，重力加速度g=10m/s²，ab处于静止状态．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）ab受到的安培力大小；
（2）电源电动势E的大小．

Answer 1

分析 （1）对导体棒受力分析，根据共点力平衡求的安培力
（2）根据F=BIL求的电流，有闭合电路的欧姆定律求的电源电动势

解答 解：（1）对ab棒受力分析，受到重力，轨道对ab棒的支持力，安培力和绳子的拉力，水平方向上有：
T=G
Fsinα=T
解得：$F=\frac{G}{sinα}=2.5N$
（2）导体棒受到的安培力为：F=BIL
I=$\frac{F}{BL}$
根据闭合电路的欧姆定律可知，电源电动势为：E=I（R₀+R+r）
联立解得：E=5V
答：（1）ab受到的安培力大小为2.5N；
（2）电源电动势E的大小为5V．

点评 本题主要考查了导体棒的共点力平衡，关键是受力分析，利用好闭合电路的欧姆定律即可求得