Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=，導軌的一端接有電動勢E =3V、內阻r=0.5Ω的直流電源，導軌間的距離L=0.4m。在導軌所在空間內分布著磁感應強度B=0.5T、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場。現把一個質量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好，導體棒的電阻R=1.0Ω，導體棒恰好能靜止。金屬導軌電阻不計。（g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8）求：

（1）ab受到的安培力大小和方向；

（2）ab受到的摩擦力大小。

Answer 1

【答案】（1）0.40N（2）0.16N

【解析】

(1)導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路，根據閉合電路歐姆定律有：

導體棒受到的安培力：

F安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N

方向沿斜面向上

(2)導體棒所受重力沿斜面向下的分力：

F1=mgsin=0.04×10×0.6N=0.24N

由于F1小于安培力，故導體棒沿斜面向下的摩擦力f，根據共點力平衡條件得：

mgsin+f =F安

解得：

f=F安-mgsin=（0.40-0.24）N=0.16N