Question

【题目】如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距L=0.4m，上面有一金属棒PQ垂直导轨放置，并处于竖直向上匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B=0.5T，与导轨相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=1.0Ω，电阻R=8.0Ω，其他电阻不计．闭合开关S后，金属棒PQ仍然静止不动．求：

（1）闭合电路中电流的大小
（2）金属棒PQ所受安培力的大小和方向
（3）金属棒PQ所受的静摩擦力的大小

Answer 1

【答案】
（1）

根据闭合电路欧姆定律：

（2）

根据安培力公式：F=BIL=0.5×0.5×0.4=0.1N，由左手定则判断安培力方向向右.

（3）

根据平衡条件：f=F=0.1N

【解析】①根据闭合电路欧姆定律：
②根据安培力公式：F=BIL=0.5×0.5×0.4=0.1N，由左手定则判断安培力方向向右；
③根据平衡条件：f=F=0.1N
答：①闭合电路中电流的大小0.5A；
②金属棒PQ所受安培力的大小0.1N，由左手定则判断方向安培力方向向右；
③金属棒PQ所受的静摩擦力的大小为0.1N．
【考点精析】本题主要考查了磁感应强度和洛伦兹力的相关知识点，需要掌握磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向；洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功才能正确解答此题．