Question

【题目】如图所示，电源电动势为3 V，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1 m，两环分别与电源正负极相连。现将一质量为0.06 kg、电阻为1.5 Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触。两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T的匀强磁场。重力加速度g＝10 m/s2，当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，

(1)试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？

(2)若已知环半径为0.5 m，此位置与环底的高度差是多少？

Answer 1

【答案】(1)0.5 N (2)0.2 m

【解析】

（1）金属棒受到的安培力为：

；

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，

得：FN=0.5N

根据牛顿第三定律，每个环受到的压力为0.5N；

（2）由于：

所以：

θ=53°

所以金属棒上升的高度为：

h=rrcosθ=0.50.5cos53=0.2m