Question

【题目】如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨的其它电阻不计，g取10m/s2 ． 已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，试求：

（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力的大小．

Answer 1

【答案】
（1）解：由欧姆定律得：I=

导体棒受到的安培力大小F=BI1L=0.5×1.5×0.4N=0.3N

答：导体棒受到的安培力大小为0.3N；

（2）解：假设导体棒受到的摩擦力沿导轨向上

根据左手定则，导体棒受到的安培力沿导轨向上．

则由平衡条件得：F+f=mgsinθ

得：f=mgsinθ﹣F=0.04×10×0.6﹣0.3N=﹣0.06N，

故沿斜面向下

答：导体棒受到的摩擦力大小为0.06N，方向沿斜面向上．

【解析】（1）ab棒与电阻R并联，求出并联电阻，由欧姆定律求出干路电流I，并求出流过ab棒的电流，由安培力公式F=BIL求解安培力．（2）导体棒受到重力、安培力、导轨的支持力和静摩擦力，根据平衡条件求出导体棒受到的摩擦力