Question

如图所示，电源电动势为3V，内阻不计，导体棒质量60g，长1m，电阻1.5Ω，匀强磁场竖直向上，B=0.4T．当开

如图所示，电源电动势为3V，内阻不计，导体棒质量60g，长1m，电阻1.5Ω，匀强磁场竖直向上，B=0.4T．当开关闭合后，棒能在某一位置静止，试求在此位置上棒对每只环的压力为多少？若已知绝缘环半径0.5m，求此位置与环底高度差为多少？（圆环是光滑的）

Answer 1

（1）金属棒受到的安培力为：F＝BIL＝

BEL

R

N＝0.8N
对金属棒进行受力分析，金属棒受到重力、安培力和两个环的支持力，如图：

因为金属棒静止，根据平衡条件得每个环对棒的支持力FN＝

F2+(mg)2

2

=0.5N
（2）由于：tanθ＝

F

mg

所以：θ=53°
所以金属棒上升的高度为：
h=r-rcosθ=0.5-0.5cos53°=0.2m
答：（1）静止后每个环对棒的支持力是0.5N；（2）此金属棒环底的高度差是0.2m．