如图所示，电源电动势为3V，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1m，两环分别与电源正负极相连．现将一质量0.06kg、电阻1.5Ω的导

Question

如图所示，电源电动势为3V，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1m，两环分别与电源正负极相连．现将一质量0.06kg、电阻1.5Ω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0.4T的匀强磁场．当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一只环的压力为多少？若已知环半径为0.5m，此位置与环底的高度差是多少？

Answer 1

金属棒受到的安培力为：F=BIL=(BLE)/(R)=(0.4×3×1)/(1.5)=0.8N
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F_N：
FN=√((F2+(mg)2)/(2))=0.5N
根据牛顿第三定律，压力为0.5N；
由于：tanθ=(F)/(mg)=(0.8)/(0.6)=(4)/(3)
所以：θ=53°
所以金属棒上升的高度为：
h=r-rcosθ=0.5-0.5cos53°=0.2m
答：棒对每一只环的压力为0.5N；此位置与金属棒环底的高度差是0.2m．