Question

【題目】如圖所示，水平平行放置的金屬導(dǎo)軌PQ和MN相距1 m，導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m = 0.4kg，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)光滑小滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量M=0.3kg，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ =0.5，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，應(yīng)在棒中通入多大的電流？方向如何？（g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

Answer 1

【答案】a→b 0.5A-2.5A

【解析】

導(dǎo)體棒的最大靜摩擦力大小為fmax=0.5mg=2N，M的重力為G=Mg=3N，則fmax＜G，要保持導(dǎo)體棒勻速上升，則安培力方向必須水平向左，則根據(jù)左手定則判斷得知棒中電流的方向?yàn)橛?/span>a到b。
根據(jù)受力分析，由平衡條件，當(dāng)摩擦力向右時(shí)有：F安=T+f=BI1L，代入數(shù)據(jù)解得：

當(dāng)摩擦力向左時(shí)有：F安=T-f=BI2L，代入數(shù)據(jù)解得：

I2=0.5A

所以電流范圍是：0.5A到2.5A之間。