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如图所示,导体棒ab长0.5m,质量为0.1kg,电阻R=5.5Ω,电源的电动势E=3V,r=0.5Ω,整个装置放在一磁感应强度B=2T的磁场中,磁场方向与导体棒垂直且与水平导轨平面成53°角,导体棒静止.求:导体棒受到的摩擦力和支持力(不计导轨电阻).(sin53°=0.8)
分析:带电金属杆进行受力分析,除重力、支持力外、在磁场中受到安培力,还有静摩擦力,四力处于平衡状态.根据磁场的方向由左手定则来确定安培力的方向,从而对安培力进行力的分解,由平衡可得支持力、摩擦力的大小.
解答:解:通过导体棒的电流 I=
E
R+r
=
3
5.5+0.5
A=0.5A

导体棒受到的安培F=BIL=2×0.5×0.5N=0.5N
由受力分析f=Fsinθ=0.4N,
水平向右N=mg+Fcosθ=1.3N,竖直向上.
点评:要会区分左手定则与右手定则:左手定则是判定磁场力的,而右手定则是判定感应电流方向的.同时还利用三力平衡知识来求解.
练习册系列答案
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如图所示,导体棒ab长为4L,匀强磁场的磁感应强度为B,导体绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,ao=L.则a端和b端的电势差Uab的大小等于(  )

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(1)ab棒哪端的电势高?ab棒中的电动势的大小?
(2)为使ab棒匀速运动,外力的大小及其机械功率?
(3)电容器的电量?

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如图所示,导体棒AB靠近带正电的导体Q放置,则(  )

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(1)cd棒开始运动的方向与ab棒匀速运动速度v1取值的关系;
(2)稳定状态时,cd棒匀速运动的速度;
(3)稳定状态时,回路的电功率P和外力的功率P

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(1)ab棒向左摆起的最大高度;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)此过程中回路产生的焦耳热.

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