Question

【题目】如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，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=0.5T方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源，现把个质量m=0.04kg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R=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）通过导体棒的电流I的大小；

（2）导体棒受到的安培力F的大小及方向；

（3）导体棒受到的摩擦力f的大小及方向

Answer 1

【答案】（1）1.5A（2）0.30N（3）0.06N

【解析】(1) 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，由闭合电路欧姆定律得，解得：

(2) 导体棒受到的安培力

由左手定则可得，安培力F方向平行斜面向上。

(3) 导体棒所受重力沿斜面向下的分力

由于F1小于安培力。故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f

画出导体棒的受力示意图如图：

则据共点力平衡条件，解得