Question

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的直流電源；現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取已知，求：

（1）通過導(dǎo)體棒的電流；

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力；

（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力；

（4）若將磁場(chǎng)方向改為豎直向上,要使金屬桿繼續(xù)保持靜止,且不受摩擦力左右,求此時(shí)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��？

Answer 1

【答案】（1）1.5A；（2）0.30N，沿斜面向上；（3）0.06N．（4）0.5T

【解析】

（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力為：

F安=BIL=0.30N．

由左手定則可知，安培力沿斜面向上

（3）對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖，將重力正交分解，沿導(dǎo)軌方向有：

F1=mgsin37°=0.24N

F1＜F安，根據(jù)平衡條件可知，摩擦力沿斜面向下

mgsin37°+f=F安

解得：

f=0.06N．

（4）當(dāng)B的方向改為豎直向上時(shí)，這時(shí)安培力的方向變?yōu)樗�平向右，則

B2IL=mgtanα

B2=0.5T