Question

如圖所示，水平放置的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌相距O.2m，上面放一質(zhì)量為O.04kg的均勻金屬棒ab，電源電動(dòng)勢(shì)為6V、內(nèi)阻為0.5Ω，滑動(dòng)變阻器調(diào)到2.5Ω時(shí)．求：
（1）通過金屬棒ab的電流大小和方向；
（2）現(xiàn)在在金屬棒所在位置施加一個(gè)水平向左、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則金屬棒ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力為多大？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律來計(jì)算流過金屬棒的電流大��；電流方向根據(jù)：電源的外部電流從正極流向負(fù)極進(jìn)行判斷．
（2）根據(jù)左手定則可以判斷安培力的方向；根據(jù)平衡條件，可以求出導(dǎo)軌對(duì)金屬棒的支持力的大小，從而得到金屬棒ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力的大�。�

解答：解：（1）由閉合電路歐姆定律得，通過金屬棒ab的電流大小 I=

E

R+r

=

6

2.5+0.5

A=2A
方向：b指向a．
（2）金屬棒所受的安培力大小  F_A=BIL=0.4×2×0.2N=0.16N
根據(jù)左手定則判斷得知，安培力方向豎直向上，根據(jù)平衡條件得：
  mg=F_N+F_A
得：F_N=mg-F_A=（0.04×10-0.16）N=0.24N
由牛頓第三定律，得金屬棒ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小為0.24N．
答：
（1）通過金屬棒ab的電流大小為2A，方向由b指向a；
（2）金屬棒ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力為0.24N．

點(diǎn)評(píng)：本題通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡問題，分析安培力的方向和計(jì)算安培力的大小是解題關(guān)鍵．