Question

【题目】如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，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＝0.50 T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.04 kg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R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：导体棒受到的摩擦力大小及方向？

Answer 1

【答案】0.06 N. 沿导轨所在平面向下

【解析】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I＝＝1.5 A.

导体棒受到的安培力F安＝ILB＝0.3 N.

导体棒所受重力沿导轨所在平面向下的分力F1＝mgsin37°＝0.24 N，由于F1小于安培力，故导体棒受沿导轨所在平面向下的摩擦力Ff，

根据共点力平衡条件有mgsin37°＋Ff＝F安，

解得Ff＝0.06 N.