如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分...
问题详情:
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小以及方向;
(3)导体棒受到的摩擦力大小与方向.
【回答】
解:(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:
I=
代人数据解得:I=1.5A
(2)导体棒受到的安培力:
F安=BIL
代人数据解得:F=0.30N,方向沿斜面向上
(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力为:
F1=mgsin37°=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件有:
mgsin37°+f=F安
解得:f=0.06N
答:(1)通过导体棒的电流为1.5A;
(2)导体棒受到的安培力大小为0.30N,方向沿斜面向上;
(3)导体棒受到的摩擦力大小为0.06N,方向沿斜面向下.
知识点:磁场对通电导线的作用力
题型:计算题
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