如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在平面內,分...
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問題詳情:
如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在平面內,分佈著磁感應強度B=0.50T、方向垂直於導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻r=0.50Ω的直流電源.現把一個質量m=0.040kg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R0=2.5Ω,金屬導軌電阻不計,g取10m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)通過導體棒的電流;
(2)導體棒受到的安培力大小以及方向;
(3)導體棒受到的摩擦力大小與方向.
【回答】
解:(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:
I=
代人資料解得:I=1.5A
(2)導體棒受到的安培力:
F安=BIL
代人資料解得:F=0.30N,方向沿斜面向上
(3)導體棒所受重力沿斜面向下的分力為:
F1=mgsin37°=0.24N
由於F1小於安培力,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
解得:f=0.06N
答:(1)通過導體棒的電流為1.5A;
(2)導體棒受到的安培力大小為0.30N,方向沿斜面向上;
(3)導體棒受到的摩擦力大小為0.06N,方向沿斜面向下.
知識點:磁場對通電導線的作用力
題型:計算題
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