Question

13．如圖所示，MN、PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，直導(dǎo)線ab與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間距L=10cm，其電阻為0.3Ω，導(dǎo)軌所在區(qū)域處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T．電池電動(dòng)勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.2Ω，開關(guān)S接通后直導(dǎo)線ab仍靜止不動(dòng)．求：
（1）流經(jīng)直導(dǎo)線ab的電流大小；
（2）直導(dǎo)線ab所受安培力的大小和方向；
（3）直導(dǎo)線ab所受摩擦力的大小和方向．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律求的電流；
（2）由F=BIL求的安培力大小，由左手定則確定方向；
（3）根據(jù)共點(diǎn)力平衡求的摩擦力大小和方向

解答 解：（1）由閉合電路的歐姆定律可得
I=$\frac{E}{R+r}=\frac{1.5}{0.3+0.2}A=3A$
（2）由安培定則可知安培力方向右，大小為
F=BIL=0.2×3×0.1N=0.06N
（3）有共點(diǎn)力平衡可知
f=F=0.06N，方向向左
答：（1）流經(jīng)直導(dǎo)線ab的電流大小為3A；
（2）直導(dǎo)線ab所受安培力的大小為0.06N，方向向右；
（3）直導(dǎo)線ab所受摩擦力的大小為0.06N，方向向左

點(diǎn)評 本題借助安培力考查了平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是明確等效電路，利用閉合電路的歐姆定律求的電流大小