Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.4m，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=0.5T方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源，現(xiàn)把個(gè)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R=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I的大�。�

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力F的大小及方向；

（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力f的大小及方向

Answer 1

【答案】（1）1.5A（2）0.30N（3）0.06N

【解析】(1) 導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，由閉合電路歐姆定律得，解得：

(2) 導(dǎo)體棒受到的安培力

由左手定則可得，安培力F方向平行斜面向上。

(3) 導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力

由于F1小于安培力。故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f

畫出導(dǎo)體棒的受力示意圖如圖：

則據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，解得