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=0.040kg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，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：

（1）导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒受到的摩擦力。

Answer 1

【答案】（1）0.30N（2）0.06N

【解析】

（1）利用闭合电路欧姆定律可以求出通过导体棒的电流；利用安培力的计算公式F=BLI计算导体棒受到的安培力大小；
（2）利用力的分解，根据二力平衡，计算摩擦力的大小，判断其方向；

（1）根据闭合电路欧姆定律得I＝＝1.5A；

导体棒受到的安培力F=BIL=0.30N；
（3）将重力正交分解，沿着导轨平面分力
F1=mgsin37°=0.24N
因为F1＜F，根据平衡条件得
mgsin37°+Ff=F
解得Ff=0.06N，方向沿导轨向下；