如图所示,两根光滑平行金属导轨M、N水平放置,电阻不计,相距0.2m,金属导轨上与导轨垂直的方向放一个质量为m=0.05kg的金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω.两金属导轨一端通过电阻

◎ 题目

如图所示,两根光滑平行金属导轨M、N水平放置,电阻不计,相距0.2m,金属导轨上与导轨垂直的方向放一个质量为m=0.05kg的金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω.两金属导轨一端通过电阻R和电源相连.电阻R=2Ω,电源电动势E=6V,电源内阻r=0.5Ω,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场,使ab对导轨的压力恰好为零,并使ab处于静止.求:
(1)通过ab的电流I;
(2)ab所受的安培力F的大小和方向;
(3)所加磁场磁感强度B的大小和方向.
魔方格

◎ 答案

(1)根据闭合电路欧姆定律得
    I=
E
R+Rab+r
=
6
2+0.5+0.5
A=2A

(2)由题,ab处于静止,且对导轨的压力恰好为零,则磁场对ab的安培力必定竖直向上,与重力平衡,则得安培力的大小为 F=mg=0.5N,方向竖直向上.
(3)由左手定则判断可知,B的方向水平向右.由F=BIL得,B=
F
IL
=
0.5
2×0.2
T
=1.25T
答:
(1)通过ab的电流I为2A;
(2)ab所受的安培力F的大小是0.5N,方向竖直向上;
(3)所加磁场磁感强度B的大小是1.25T,方向水平向右.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两根光滑平行金属导轨M、N水平放置,电阻不计,相距0.2m,金属导轨上与导轨垂直的方向放一个质量为m=0.05kg的金属棒ab,ab的电阻为0.5Ω.两金属导轨一端通过电阻…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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