Question

(2011·泉州模擬)(14分)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m，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=0.50 T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040 kg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R₀=2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s².已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：

(1)通過導(dǎo)體棒的電流；

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大��；

(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.

 

Answer 1

【答案】

(1)1.5 A  (2)0.30 N  (3)0.06 N，方向沿斜面向下

【解析】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律 (4分)

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F_安=BIL=0.30 N      (4分)

(3)將重力正交分解，設(shè)導(dǎo)體棒所受重力沿斜面的分力為F₁，則F₁=mgsin37°=0.24 N            (2分)

所以F₁<F_安,導(dǎo)體棒受力如圖,根據(jù)平衡條件有mgsin37°+F_f=F_安        (2分)

解得F_f=0.06 N，方向沿斜面向下  (2分)