Question

【題目】如圖所示，PQ和EF為水平放置的平行金屬導軌，間距為l=1.0m，導體棒ab跨放在導軌上，棒的質(zhì)量為m=20g，將棒的中點用細繩跨過輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M=30g。在垂直導軌平面方向存在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場，磁場方向豎直向上，重力加速度g取10m/s2。

(1)若導軌是光滑的，則要保持物體c靜止不動，應該在棒中通入多大的電流?電流的方向如何?

(2)若導軌是粗糙的，且導體棒與導軌間的最大靜摩擦力為導體棒ab重力的0.5倍，則要保持物體c靜止不動，應該在棒中通入多大的電流?電流的方向如何?

Answer 1

【答案】(1)1.5A，方向由a到b (2)，方向由a到b

【解析】

(1)當導軌光滑時，設此時電流為I0，對棒由共點力平衡可知：

Mg=BI0l

解得：

根據(jù)左手定則判斷，棒中的電流方向由a到b；

(2)當軌道粗糙時，設棒與導軌之間的最大靜摩擦力為f，大小為：

若，則靜摩擦力的方向與細繩的拉力方向相同，

設此時電流為I1，即有：

解得：

若，則靜摩擦力的方向與細繩的拉力方向相反，

設此時電流為I2，即有：

解得：

故ab棒中的電流范圍為：

根據(jù)左手定則判斷，棒中的電流方向由a到b。