Question

【题目】如图，两平行金属导轨间的距离 L=0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在空间内，分布着磁感应强度 B=0.5 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势 E=6.0 V、内阻 r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量 m=0.05 kg 的导体棒 ab垂直放在金属导轨上，导体棒静止．导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 R=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取 10 m/s2．已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）通过导体棒的电流大小；

（2）导体棒受到的安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力大小．

Answer 1

【答案】（1）2.0A；（2）0.4N；（3）0.1N

【解析】

（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：

（2）导体棒受到的安培力大小：

F=BIL=0.5×2×0.4=0.4N

根据左手定则，方向平行斜面向上；

（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力

F1=mgsin37=0.3N，

由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f；

根据共点力平衡条件，有：

mgsin37+f=F

解得：f=0.1N