Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源．現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止．導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌的其它電阻不計，g取10m/s2 ． 已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，試求：

（1）導(dǎo)體棒受到的安培力大�。�
（2）導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大�。�

Answer 1

【答案】
（1）解：由歐姆定律得：I=

導(dǎo)體棒受到的安培力大小F=BI1L=0.5×1.5×0.4N=0.3N

答：導(dǎo)體棒受到的安培力大小為0.3N；

（2）解：假設(shè)導(dǎo)體棒受到的摩擦力沿導(dǎo)軌向上

根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒受到的安培力沿導(dǎo)軌向上．

則由平衡條件得：F+f=mgsinθ

得：f=mgsinθ﹣F=0.04×10×0.6﹣0.3N=﹣0.06N，

故沿斜面向下

答：導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小為0.06N，方向沿斜面向上．

【解析】（1）ab棒與電阻R并聯(lián)，求出并聯(lián)電阻，由歐姆定律求出干路電流I，并求出流過ab棒的電流，由安培力公式F=BIL求解安培力．（2）導(dǎo)體棒受到重力、安培力、導(dǎo)軌的支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件求出導(dǎo)體棒受到的摩擦力