Question

【題目】如圖所示，水平平行放置的金屬導軌PQ和MN相距1 m，導體棒ab放在導軌上，棒的質量為m = 0.4kg，棒的中點用細繩經光滑小滑輪與物體相連，物體的質量M=0.3kg，棒與導軌間的動摩擦因數為μ =0.5，勻強磁場的磁感應強度B=2T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，應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摩擦力）

Answer 1

【答案】a→b 0.5A-2.5A

【解析】

導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，要保持導體棒勻速上升，則安培力方向必須水平向左，則根據左手定則判斷得知棒中電流的方向為由a到b。
根據受力分析，由平衡條件，當摩擦力向右時有：F安=T+f=BI1L，代入數據解得：

當摩擦力向左時有：F安=T-f=BI2L，代入數據解得：

I2=0.5A

所以電流范圍是：0.5A到2.5A之間。