Question

【題目】如圖所示，水平放置的兩根平行金屬導軌相距L=0.4m，上面有一金屬棒PQ垂直導軌放置，并處于豎直向上勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小B=0.5T，與導軌相連的電源電動勢E=4.5V，內阻r=1.0Ω，電阻R=8.0Ω，其他電阻不計．閉合開關S后，金屬棒PQ仍然靜止不動．求：

（1）閉合電路中電流的大小
（2）金屬棒PQ所受安培力的大小和方向
（3）金屬棒PQ所受的靜摩擦力的大小

Answer 1

【答案】
（1）

根據閉合電路歐姆定律：

（2）

根據安培力公式：F=BIL=0.5×0.5×0.4=0.1N，由左手定則判斷安培力方向向右.

（3）

根據平衡條件：f=F=0.1N

【解析】①根據閉合電路歐姆定律：
②根據安培力公式：F=BIL=0.5×0.5×0.4=0.1N，由左手定則判斷安培力方向向右；
③根據平衡條件：f=F=0.1N
答：①閉合電路中電流的大小0.5A；
②金屬棒PQ所受安培力的大小0.1N，由左手定則判斷方向安培力方向向右；
③金屬棒PQ所受的靜摩擦力的大小為0.1N．
【考點精析】本題主要考查了磁感應強度和洛倫茲力的相關知識點，需要掌握磁感應強度是矢量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向；洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功才能正確解答此題．