Question

如圖所示，直流電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r．U形金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度為L(zhǎng)，電阻不計(jì)．垂直導(dǎo)軌放置的金屬桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，靜止在導(dǎo)軌上．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與金屬桿垂直、與導(dǎo)軌平面成θ角．已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．試求：
（1）棒ab受到的摩擦力大小；
（2）棒ab受到導(dǎo)軌的支持力大小．

Answer 1

分析：對(duì)ab棒受力分析，結(jié)合閉合電路歐姆定律，求出電流的大小，從而得出安培力的大小，通過共點(diǎn)力平衡求出棒ab所受的摩擦力大小和支持力大小．

解答：解：（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電路中的電流為I=

E

R+r

棒ab受到的安培力為 F=BIL
棒ab的受力圖如圖所示，根據(jù)力的平衡條件，得
棒ab受到的摩擦力大小為f=F?sinθ=

BLE?sinθ

R+r

（2）導(dǎo)軌對(duì)棒ab的支持力大小為N=mg-F?cosθ=mg-

BLE?cosθ

R+r

．
答：（1）棒ab受到的摩擦力大小為

BLE?sinθ

R+r

．
（2）棒ab受到導(dǎo)軌的支持力大小mg-

BLE?cosθ

R+r

．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，通過共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解．