Question

（2009?宜昌模拟）如图所示，水平面内的平行导轨左端连有一个电源，其电动势为E，内阻为r．有一根导体棒垂直导轨放置，其质量为m，电阻为R，导轨电阻不计．整个导轨处在磁感应强度为B，方向与水平面成θ的匀强磁场中，导体棒处于静止状态，求棒受到的摩擦力大小和棒对轨道的压力大小．

Answer 1

分析：导体棒处于静止状态，合外力为零，分析受力情况，根据平衡条件、欧姆定律和安培力公式结合进行求解．

解答：解：受力分析如图，安培力为：F_安=BIL    
根据闭合电路欧姆定律得：I=

E

R+r

分解F_安，由平衡条件得：f=F_安sinθ=BILsinθ=

BELsinθ

R+r

N=mg+F_安=mg+F_安cosθ=mg+BILcosθ=mg+

BELcosθ

R+r

由牛顿第三定律：N′=N=mg+

BELcosθ

R+r

答：棒受到的摩擦力大小和棒对轨道的压力大小分别为

BELsinθ

R+r

和mg+

BELcosθ

R+r

．

点评：本题是带电体在磁场中平衡问题，分析和计算安培力是解题的关键．