问题 问答题

如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,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=0.50T、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=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量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R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:

(1)通过导体棒的电流;

(2)导体棒受到的安培力大小;

(3)导体棒受到的摩擦力.

答案

(1)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=

E
R+r
=1.5A

(2)导体棒受到的安培力:

F=BIL=0.30N

(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mg sin37°=0.24N

由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f

根据共点力平衡条件

mg sin37°+f=F

解得:f=0.06N

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