Question

3．如圖所示，水平面內間距為L的平行金屬導軌M、N置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B、方向與導軌平面夾角為α，且其在水平面上的投影線（圖中的虛線）與導軌平行．金屬棒ab的質量為m，垂直放在導軌上，且與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ．電源電動勢為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計．閉合開關S后，導體棒一直保持靜止．求開關S閉合后：
（1）磁場對導體棒ab的作用力的大�。�
（2）導體棒ab所受摩擦力的大小和方向．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律列式求解電流，根據(jù)公式F_A=BIL列式求解安培力；
（2）對導體棒受力分析，受重力、安培力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件列式求解靜摩擦力．

解答 解：（1）閉合電路中的電流為：
I=$\frac{E}{R}$　
磁場與ab棒垂直，故對它的作用力：
F_安=BIL=$\frac{BEL}{R}$；
（2）由水平方向受力平衡，有：
F_安sin α=F_f　
解得：
F_f=$\frac{BEL}{R}$sinα
方向為水平向右
答：（1）磁場對導體棒ab的作用力的大小為$\frac{BEL}{R}$．
（2）導體棒ab所受摩擦力的大小為$\frac{BEL}{R}$sinα，方向為水平向右．

點評 本題關鍵是對導體棒受力分析，然后根據(jù)平衡條件并結合正交分解法列式求解．