Question

如图所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距L=10cm，其电阻为0.4Ω，导轨

如图所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距L=10cm，其电阻为0.4Ω，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度B=0.2T．电池电动势E=1.5V，内电阻r=0.18Ω，电阻R=1.6Ω，开关S接通后直导线ab仍静止不动，求通过直导线ab的电流和直导线ab所受的摩擦力的大小和方向．

Answer 1

解答：解析：导线处于平衡状态，受力分析如图所示．
当开关闭合时，有：R_并=

R?Rab

R+Rab

=

1.6×0.4

1.6+0.4

Ω=0.32Ω．
ab两端的电压为：U=I?R_并=

R

R+R并

?R_并=

1.6

1.6+0.32

×0.32 V=0.96 V
通过ab的电流为：I=

U

Rab

=

0.96

0.4

 A=2.4 A
导线所受的安培力为：F=BI_abL=0.2×2.4×0.1 N=0.048 N，方向向右；
由平衡条件可得：f=0.048 N，方向水平向左．
答：导线所受的摩擦力大小为0.048 N，方向水平向左．

Answer 2

解答：解析： 导线 处于平衡状态，受力分析如图所示． 当开关 闭合 时，有：R并=R?RabR+Rab=1.6×0.41.6+0.4Ω=0.32Ω．ab两端的电压为：U=I?R并=RR+R并?R并=1.61.6+0.32×0.32 V=0.96 V通过ab的电流为：I=URab=0.960.4 A=2.4 A 导线 所受的安培力为：F=BIabL=0.2×2.4×0.1 N=0.048 N，方向向右；由平衡条件可得：f=0.048 N，方向水平向左．答： 导线 所受的摩擦力大小为0.048 N，方向水平向左．