Question

【題目】如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l＝0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m＝0.02 kg，電阻均為R＝0.1 Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.2 T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動，而棒cd恰好能保持靜止．取g＝10 m/s2，問：

(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？

(2)棒ab受到的力F多大？

Answer 1

【答案】（1） ，方向由d到c（2）

【解析】(1)棒cd受到的安培力為：Fcd＝ILB

棒cd在共點(diǎn)力作用下平衡，則：Fcd＝mgsin 30°

代入數(shù)據(jù)解得：I＝1 A

根據(jù)楞次定律可知，棒cd中的電流方向由d至c。

(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等，即：Fab＝Fcd
對棒ab，由共點(diǎn)力平衡知：F＝mgsin 30°＋I(xiàn)LB

代入數(shù)據(jù)解得：F＝0.2 N。