Question

如图所示，两条足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，两导轨间距L=0.5m，其左端接一电动势E=6V

如图所示，两条足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，两导轨间距L=0.5m，其左端接一电动势E=6V、内阻r=1Ω的电源，整个空间充满竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T．今将一质量m=0.2kg、电阻R=2Ω、长也为L的金属棒ab垂直放在导轨上（金属棒与导轨保持良好接触），闭合开关S，调节电阻R0，当R0的阻值调至3Ω时，ab刚好不滑动，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）ab刚好不滑动时流过金属棒的电流强度I；（2）ab刚好不滑动时受到的安培力F；（3）ab与导轨间的动摩擦因数μ（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）．

Answer 1

（1） 由闭合电路欧姆定律
得：I=

E

R+R0+r

=

6

2+3+1

A=1A
（2）金属棒受到的安培力F=BIL=0.8×1×0.5N=0.4N
（3）金属棒受到的摩擦力F_f =μmg
        F_f =F
解得金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=

F

mg

=

0.4

0.2×10

=0.2
答：
（1）ab刚好不滑动时流过金属棒的电流强度I为1A；
（2）ab刚好不滑动时受到的安培力F为0.4N；
（3）ab与导轨间的动摩擦因数μ为0.2．