Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.4m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角，在導軌所在平面內，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．金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻的直流電源．現把一個質量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止．導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻，金屬導軌電阻不計，g取．已知，求：

（1）導體棒受到的安培力大小；

（2）導體棒受到的摩擦力及方向．

Answer 1

【答案】（1）0.3N；（2）0.06N.

【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=BIL=0.5×1.5×0.4=0.3N
（2）導體棒所受重力沿斜面向下的分力為：F1=mgsin37°=0.24N
由于F1小于安培力，故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f，根據共點力平衡條件有：
mgsin37°+f=F安
代入數據得：f=0.06N