Question

水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m，上面有一质量为0.04kg的不计内阻的均匀金属棒ab，电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零。(g=10m/s²)
(1)求匀强磁场的大小和方向．
(2)若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？

Answer 1

(1)根据闭合回路欧姆定律，电路中电流为
       (2分)
根据导体棒平衡，安培力与重力二力平衡，安培力方向竖直向上，大小
F=mg=0.4N
根据安培力性质
             (2分)
根据左手定则，磁感应强度方向水平向左。  (1分)
(2)当磁感应强度顺时针转θ=37º时，安培力也顺时针旋转θ，且大小不变，此时导体棒受力如图所示，根据导体棒水平方向受力平衡
Fsinθ="f       "
               
根据导体棒竖直方向受力平衡
Fcosθ+N="mg                  " (3分)
带入数据解得
N=0.08N，f="0.24N             " (2分)

略