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鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 安培力及其应用多媒体教学课件ppt
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这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 安培力及其应用多媒体教学课件ppt，共55页。PPT课件主要包含了课前自主学习，IlB，课堂合作探究，课堂小结，课堂素养达标等内容，欢迎下载使用。
一、安培力1.安培力的方向：(1)左手定则：伸开左手，拇指与其余四指_____，且都与手掌处于同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，四指指向_____的方向，此时_____所指的方向即为安培力的方向(如图)。(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相_____，异向电流互相_____。
2.安培力的大小：F=IlBsin θ(其中θ为B与I之间的夹角)。如图所示：(1)I∥B时，θ=0或θ=180°，安培力F=__。(2)I⊥B时，θ=90°，安培力最大，F=___。
二、安培力的应用任务驱动 实验室中的电流计的指针为什么会发生偏转？ 提示：电流计中永久磁铁对通电线圈有作用力。
磁电式电流表的原理图如图所示。
1.磁场特点：(1)方向：沿_____均匀辐射地分布，如图所示。(2)大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小_____。
2.安培力的特点：(1)方向：安培力的方向与线圈平面_____。(2)大小：安培力的大小与通过的电流成_____。3.表盘刻度特点：由于导线在安培力作用下带动线圈转动，游丝扭转变形，反抗线圈的转动。电流越大，安培力越大，指针偏转角度就_____。指针偏角与通过线圈的电流I成_____，所以表盘刻度_____。
主题一 安培力的方向【实验情境】 取一段铝箔条，把它折成“天桥”形状，用胶纸粘牢两端，将U形磁铁横跨过“天桥”放置。由电池向铝箔供电，观察“天桥”的变化。
【问题探究】(1)左右交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变。这说明了什么？提示：改变磁场的方向，受力方向相反。说明安培力的方向与磁场的方向有关。
(2)改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。这说明了什么？提示：改变电流方向，导线受力方向相反，说明安培力的方向与电流方向有关。
(3) 安培力、磁感应强度及电流三者之间是否一定为两两垂直？提示：根据左手定则，通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于导线、磁场的方向，但由于导线可以沿任意方向放入磁场，所以电流方向与磁场方向可以成任意角度。
【结论生成】1.安培力方向的特点：(科学思维)(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。
2.左手定则与安培定则的区别：(科学思维)
【典例示范】下列选项中分别标明了通电直导线中电流I、 匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培力 F的方向，其中正确的是( )
【解析】选A。伸开左手，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向为安培力方向。故A中的安培力方向竖直向上，B中的安培力为零，C中安培力方向竖直向下，D中安培力方向垂直于纸面向外，故A正确。
【探究训练】如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线。当圆盘绕中心轴OO′高速转动时(电流方向和转动方向如图所示)，通电直导线所受磁场力的方向是( )A.竖直向上 B.竖直向下C.水平向里D.水平向外
【解析】选C。带电圆盘如题图所示转动时，形成逆时针方向的电流。根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上。根据左手定则，伸开左手，让四指指向和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面内侧，因此安培力的方向水平向里，故A、B、D错误，C正确。
【补偿训练】1.关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法不正确的是( )A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面
【解析】选A。当电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误；据左手定则，安培力方向总垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面，故B、C、D均正确。
2.如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成。当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是( )
【解析】选B。要使炮弹加速，安培力应向右，由左手定则可知：磁场方向应垂直纸面向外。
3.通电导体棒水平放置在光滑绝缘斜面上，整个装置处在匀强磁场中，在以下四种情况中导体棒可能保持静止状态的是( )
【解析】选D。A图中导体棒受重力、竖直向下的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，A错误；B图中导体棒受重力、水平向左的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，B错误；C图中导体棒受重力、沿斜面向下的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，C错误；D图中导体棒受重力、沿斜面向上的安培力、垂直斜面向上的支持力，由共点力平衡可知，D正确。
主题二 安培力的大小【实验情境】如图所示，把通电直导线放入磁场中。
【问题探究】从前面的学习中我们已经知道，垂直于磁场B放置长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它受到的安培力F=IlB，这时导线受到的安培力最大。试讨论下面两种情况下安培力的大小。(1)当磁感应强度B的方向与导线方向平行时。提示：此时，导线受到的安培力最小且为零。
(2)当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时。提示：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，可以把它分解成与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，B⊥=Bsinθ，B∥=Bcsθ。其中B∥不产生安培力，导线受到的安培力只由B⊥产生，所以一般情况下安培力的表达式为F=IlBsin θ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角，当θ角为90°时即为B⊥l的情况，安培力F=IlB。
【结论生成】安培力大小的计算(科学思维)(1)公式F=IlB中l指的是“有效长度”。当B与I垂直时，F最大；当B与I平行时，F=0。(2)弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点直线的长度(如图)；相应的电流沿l由始端流向末端。
(3)若磁场和电流成θ角，可以将磁感应强度B正交分解成B⊥=Bsin θ和B∥=Bcsθ，而B∥对电流没有作用力。F=IlB⊥=IlBsin θ，即F=IlBsin θ。
【典例示范】如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量m=0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a、I=3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止。求：(g取10 m/s2)(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力大小。
【解析】(1)金属棒ab中电流方向由b到a，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直于导轨向上的支持力，三力合力为零，如图所示。沿导轨方向有mgsin 60°=IlBcs 60°得B= T≈1.73 T。(2)对导轨的压力为F′N=FN= N=6 N。答案：(1)1.73 T (2)6 N
【规律方法】有关安培力作用下物体平衡问题解题策略(1)解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力。(2)在进行受力分析时不要漏掉了安培力。(3)解决此类问题，首先将此立体图转化为平面图(剖面图)，即把三维图改为二维图，金属杆用圆代替，电流方向用“×”或“·”表示，然后画出磁场方向，分析物体的受力情况，画出物体受力的平面图，列方程求解。
【探究训练】1. 有一段直导线长1 cm，通有5 A电流，把它置于磁场中某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B不可能为( )A.1 T B.5 TC.2 TD.2.5 T
【解析】选A。通电直导线所受安培力为F=IlBsin θ，所以B= 。当θ=90°时，B=2 T为最小磁感应强度。
2.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可以( )A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向
【解析】选C。为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A、B、D错误，C正确。
【补偿训练】1.长为4l的直导线等分成四等份，折成如图所示的图形，其中的V形导线夹角为60°，整个图形置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该通电导线受到的安培力大小为( )A.IlB B.2IlB C.3IlB D.4IlB
【解析】选C。V形导线在磁场内有效长度为2lsin 30°=l，故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI·2lsin 30°=IlB，该整个通电导线受到的安培力大小为3IlB，故选C。
2.质量为m的导体棒MN静止于宽度为l的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小。
【解析】导体棒MN处于平衡状态，对MN进行受力分析，如图所示。由平衡条件有：f=Fsin θ，N=Fcs θ+mg，其中F=IlB解得：N=IlBcs θ+mg，f=IlBsin θ。答案：IlBcs θ+mg IlBsin θ
1.一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )
【解析】选D。A图中I与B平行，不受安培力，故A错误。由左手定则知B、C错误，D正确。
2.(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是( )A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相同C.线框所受安培力的合力向左D.线框将绕MN转动
【解析】选B、C。通电矩形线框abcd在无限长通电直导线形成的磁场中，受到磁场力的作用。对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零。而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左。故B、C选项正确。
【补偿训练】如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，MM′与NN′之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线( )A.相互吸引，fa>fbB.相互排斥，fa>fbC.相互吸引，fa
【解析】选A、B、D。当给电流表通入电流I时，通电线圈就在安培力的作用下转动，同时游丝变形，反抗线圈的转动。电流表灵敏度将随着线圈匝数N、线圈面积S及磁感应强度B的增大而提高，随着游丝弹性的增大而降低。故应选A、B、D。
4.如图所示，两平行金属导轨间的距离l=0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。已知sin 37°=0.60，cs 37°=0.80。求：(1)通过导体棒的电流I；(2)导体棒受到的安培力F安的大小；(3)导体棒受到的摩擦力Ff。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律得I= =1.5 A方向由b指向a(2)导体棒受到的安培力F安=IlB=0.30 N
(3)导体棒受力如图所示，将重力沿平行于导轨平面方向分解，有F1=mgsin 37°=0.24 NF1
一、安培力1.安培力的方向：(1)左手定则：伸开左手，拇指与其余四指_____，且都与手掌处于同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，四指指向_____的方向，此时_____所指的方向即为安培力的方向(如图)。(2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相_____，异向电流互相_____。
2.安培力的大小：F=IlBsin θ(其中θ为B与I之间的夹角)。如图所示：(1)I∥B时，θ=0或θ=180°，安培力F=__。(2)I⊥B时，θ=90°，安培力最大，F=___。
二、安培力的应用任务驱动 实验室中的电流计的指针为什么会发生偏转？ 提示：电流计中永久磁铁对通电线圈有作用力。
磁电式电流表的原理图如图所示。
1.磁场特点：(1)方向：沿_____均匀辐射地分布，如图所示。(2)大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小_____。
2.安培力的特点：(1)方向：安培力的方向与线圈平面_____。(2)大小：安培力的大小与通过的电流成_____。3.表盘刻度特点：由于导线在安培力作用下带动线圈转动，游丝扭转变形，反抗线圈的转动。电流越大，安培力越大，指针偏转角度就_____。指针偏角与通过线圈的电流I成_____，所以表盘刻度_____。
主题一 安培力的方向【实验情境】 取一段铝箔条，把它折成“天桥”形状，用胶纸粘牢两端，将U形磁铁横跨过“天桥”放置。由电池向铝箔供电，观察“天桥”的变化。
【问题探究】(1)左右交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变。这说明了什么？提示：改变磁场的方向，受力方向相反。说明安培力的方向与磁场的方向有关。
(2)改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。这说明了什么？提示：改变电流方向，导线受力方向相反，说明安培力的方向与电流方向有关。
(3) 安培力、磁感应强度及电流三者之间是否一定为两两垂直？提示：根据左手定则，通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于导线、磁场的方向，但由于导线可以沿任意方向放入磁场，所以电流方向与磁场方向可以成任意角度。
【结论生成】1.安培力方向的特点：(科学思维)(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。
2.左手定则与安培定则的区别：(科学思维)
【典例示范】下列选项中分别标明了通电直导线中电流I、 匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培力 F的方向，其中正确的是( )
【解析】选A。伸开左手，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向为安培力方向。故A中的安培力方向竖直向上，B中的安培力为零，C中安培力方向竖直向下，D中安培力方向垂直于纸面向外，故A正确。
【探究训练】如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线。当圆盘绕中心轴OO′高速转动时(电流方向和转动方向如图所示)，通电直导线所受磁场力的方向是( )A.竖直向上 B.竖直向下C.水平向里D.水平向外
【解析】选C。带电圆盘如题图所示转动时，形成逆时针方向的电流。根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上。根据左手定则，伸开左手，让四指指向和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面内侧，因此安培力的方向水平向里，故A、B、D错误，C正确。
【补偿训练】1.关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法不正确的是( )A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面
【解析】选A。当电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误；据左手定则，安培力方向总垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面，故B、C、D均正确。
2.如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成。当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是( )
【解析】选B。要使炮弹加速，安培力应向右，由左手定则可知：磁场方向应垂直纸面向外。
3.通电导体棒水平放置在光滑绝缘斜面上，整个装置处在匀强磁场中，在以下四种情况中导体棒可能保持静止状态的是( )
【解析】选D。A图中导体棒受重力、竖直向下的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，A错误；B图中导体棒受重力、水平向左的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，B错误；C图中导体棒受重力、沿斜面向下的安培力、垂直斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，C错误；D图中导体棒受重力、沿斜面向上的安培力、垂直斜面向上的支持力，由共点力平衡可知，D正确。
主题二 安培力的大小【实验情境】如图所示，把通电直导线放入磁场中。
【问题探究】从前面的学习中我们已经知道，垂直于磁场B放置长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它受到的安培力F=IlB，这时导线受到的安培力最大。试讨论下面两种情况下安培力的大小。(1)当磁感应强度B的方向与导线方向平行时。提示：此时，导线受到的安培力最小且为零。
(2)当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时。提示：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，可以把它分解成与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，B⊥=Bsinθ，B∥=Bcsθ。其中B∥不产生安培力，导线受到的安培力只由B⊥产生，所以一般情况下安培力的表达式为F=IlBsin θ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角，当θ角为90°时即为B⊥l的情况，安培力F=IlB。
【结论生成】安培力大小的计算(科学思维)(1)公式F=IlB中l指的是“有效长度”。当B与I垂直时，F最大；当B与I平行时，F=0。(2)弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点直线的长度(如图)；相应的电流沿l由始端流向末端。
(3)若磁场和电流成θ角，可以将磁感应强度B正交分解成B⊥=Bsin θ和B∥=Bcsθ，而B∥对电流没有作用力。F=IlB⊥=IlBsin θ，即F=IlBsin θ。
【典例示范】如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量m=0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a、I=3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止。求：(g取10 m/s2)(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力大小。
【解析】(1)金属棒ab中电流方向由b到a，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直于导轨向上的支持力，三力合力为零，如图所示。沿导轨方向有mgsin 60°=IlBcs 60°得B= T≈1.73 T。(2)对导轨的压力为F′N=FN= N=6 N。答案：(1)1.73 T (2)6 N
【规律方法】有关安培力作用下物体平衡问题解题策略(1)解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力。(2)在进行受力分析时不要漏掉了安培力。(3)解决此类问题，首先将此立体图转化为平面图(剖面图)，即把三维图改为二维图，金属杆用圆代替，电流方向用“×”或“·”表示，然后画出磁场方向，分析物体的受力情况，画出物体受力的平面图，列方程求解。
【探究训练】1. 有一段直导线长1 cm，通有5 A电流，把它置于磁场中某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B不可能为( )A.1 T B.5 TC.2 TD.2.5 T
【解析】选A。通电直导线所受安培力为F=IlBsin θ，所以B= 。当θ=90°时，B=2 T为最小磁感应强度。
2.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可以( )A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向
【解析】选C。为使悬线拉力为零，安培力的方向必须向上且增大才能与重力平衡，即合力为零，由左手定则可知，A、B、D错误，C正确。
【补偿训练】1.长为4l的直导线等分成四等份，折成如图所示的图形，其中的V形导线夹角为60°，整个图形置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该通电导线受到的安培力大小为( )A.IlB B.2IlB C.3IlB D.4IlB
【解析】选C。V形导线在磁场内有效长度为2lsin 30°=l，故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI·2lsin 30°=IlB，该整个通电导线受到的安培力大小为3IlB，故选C。
2.质量为m的导体棒MN静止于宽度为l的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小。
【解析】导体棒MN处于平衡状态，对MN进行受力分析，如图所示。由平衡条件有：f=Fsin θ，N=Fcs θ+mg，其中F=IlB解得：N=IlBcs θ+mg，f=IlBsin θ。答案：IlBcs θ+mg IlBsin θ
1.一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )
【解析】选D。A图中I与B平行，不受安培力，故A错误。由左手定则知B、C错误，D正确。
2.(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是( )A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相同C.线框所受安培力的合力向左D.线框将绕MN转动
【解析】选B、C。通电矩形线框abcd在无限长通电直导线形成的磁场中，受到磁场力的作用。对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零。而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左。故B、C选项正确。
【补偿训练】如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，MM′与NN′之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线( )A.相互吸引，fa>fbB.相互排斥，fa>fbC.相互吸引，fa
【解析】选A、B、D。当给电流表通入电流I时，通电线圈就在安培力的作用下转动，同时游丝变形，反抗线圈的转动。电流表灵敏度将随着线圈匝数N、线圈面积S及磁感应强度B的增大而提高，随着游丝弹性的增大而降低。故应选A、B、D。
4.如图所示，两平行金属导轨间的距离l=0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2。已知sin 37°=0.60，cs 37°=0.80。求：(1)通过导体棒的电流I；(2)导体棒受到的安培力F安的大小；(3)导体棒受到的摩擦力Ff。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律得I= =1.5 A方向由b指向a(2)导体棒受到的安培力F安=IlB=0.30 N
(3)导体棒受力如图所示，将重力沿平行于导轨平面方向分解，有F1=mgsin 37°=0.24 NF1
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