Question

【题目】如图足够长且电阻不计的光滑金属导轨CF、DE的末端C，D点间接有一个电源，电源电动势E=6V，内阻r=10Ω．两导轨延长交于O点，△OEF为等腰三角形，E、F两点处于同一水平面上，导轨所在平面与水平面的夹角0=37°，导轨上水平横架一根质量m=0.2kg且单位长度电阻为a=1Ω的导体棒PQ．在垂直导轨平面的方向加一匀强磁场B，g取10m/s2，sin37=0.6。

（1）当PQ接入电路的长度L=0.5m时，求流过PQ的电流和CD两点间的电压。

（2）当磁感应强度B=1.5T时，PQ静止在导轨上的某一位置，求此时磁场的方向、PQ所受安培力的大小及其电流的大小。

Answer 1

【答案】（1）4A ,2V。 （2）磁场的方向垂直导轨平面向上、 1.5N, 5A。

【解析】

（1）当PQ接入电路的长度L=0.5m时，此时PQ接入电路中的电阻R1=0.5Ω，有闭合电路欧姆定律可得，解得流过PQ电流为：I1=4A，CD两点间电压：U=E-I1r=2V

（2）由平衡条件得PQ受安培力沿斜面向上，即磁场方向垂直导轨平面向上，由平衡条件得，PQ受安培大小为：F安=mgsinθ，即：F安=1.5N，由F安=BI1L2且：I2=，联立求解得，I2=5A，L2=0.2m