Question

水平放置的兩個(gè)平行金屬軌道相距0.2m，上面有一質(zhì)量為0.04kg的不計(jì)內(nèi)阻的均勻金屬棒ab，電源電動(dòng)勢為6V，內(nèi)阻為0.5Ω，滑動(dòng)變阻器調(diào)到2.5Ω時(shí)，要在金屬棒所在位置施加一個(gè)垂直于ab的勻強(qiáng)磁場，才能使金屬棒ab對軌道的壓力恰好為零。(g=10m/s²)

(1)求勻強(qiáng)磁場的大小和方向．

(2)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不變，方向順時(shí)針轉(zhuǎn)37°，此時(shí)ab仍然靜止，則軌道對ab的支持力和摩擦力為多大？

Answer 1

(1)根據(jù)閉合回路歐姆定律，電路中電流為

       (2分)

根據(jù)導(dǎo)體棒平衡，安培力與重力二力平衡，安培力方向豎直向上，大小

F=mg=0.4N

根據(jù)安培力性質(zhì)

             (2分)

根據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左。  (1分)

(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度順時(shí)針轉(zhuǎn)θ=37??時(shí)，安培力也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ，且大小不變，此時(shí)導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)導(dǎo)體棒水平方向受力平衡

Fsinθ=f       

               

根據(jù)導(dǎo)體棒豎直方向受力平衡

Fcosθ+N=mg                   (3分)

帶入數(shù)據(jù)解得

N=0.08N，f=0.24N              (2分)

解析:

略