Question

【題目】如圖所示，光滑絕緣的傾斜框架放在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，傾角為θ=45°、寬度為L=0.2m。導(dǎo)體棒水平放置在框架上，且和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)成右側(cè)電路，電源的電動(dòng)勢E=6V、內(nèi)電阻r=1Ω，電動(dòng)機(jī)的額定電壓為U=4V，額定功率為P=2W。開關(guān)閉合后，電動(dòng)機(jī)正常工作，導(dǎo)體棒靜止在框架上，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T，重力加速度g=10m/s2，不計(jì)導(dǎo)線對(duì)導(dǎo)體棒的作用力，求：

(1)通過導(dǎo)體棒的電流；

(2)導(dǎo)體棒的質(zhì)量。

Answer 1

【答案】(1) 1.5A； (2) 0.06 kg。

【解析】

(1) 根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得E=U+Ir，解得電路的總電流

通過電動(dòng)機(jī)的電流

通過導(dǎo)體棒的電流

I′=I-IM=1.5A

(2) 以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，受到重力、支持力和安培力，從右向左看，受力情況如圖所示：

根據(jù)平衡條件可得：

BI′L=mgtanθ

解得