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如图所示,两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源,导轨间的距离L=0.4m.在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导
题目详情
如图所示,两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源,导轨间的距离L=0.4m.在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场. 现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒的电阻R=1.0Ω,导体棒恰好能静止.金属导轨电阻不计.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
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(1)ab受到的安培力大小;
(2)ab受到的摩擦力大小.
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(1)ab受到的安培力大小;
(2)ab受到的摩擦力大小.
▼优质解答
答案和解析
(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=
=
A=2A
导体棒受到的安培力:
F安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N
(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力:
F1=mgsin37°=0.04×10×0.6N=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件得:
mgsin37°+f=F安
解得:
f=F安-mgsin37°=(0.40-0.24)N=0.16N
答:(1)导体棒受到的安培力大小是0.40N;
(2)导体棒受到的摩擦力大小是0.16N.
I=
E |
R0+r |
3 |
1+0.5 |
导体棒受到的安培力:
F安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N
(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力:
F1=mgsin37°=0.04×10×0.6N=0.24N
由于F1小于安培力,故导体棒沿斜面向下的摩擦力f,根据共点力平衡条件得:
mgsin37°+f=F安
解得:
f=F安-mgsin37°=(0.40-0.24)N=0.16N
答:(1)导体棒受到的安培力大小是0.40N;
(2)导体棒受到的摩擦力大小是0.16N.
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