Question

【題目】質量為m=0.02 kg的通電細桿ab置于傾角θ=37°的平行放置的導軌上，導軌寬度為d=0.2 m，桿ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.4，磁感應強度B=2 T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，如圖所示.現調節滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿電流的范圍.(cos530=sin 370=0.6 , cos370=sin530 =0.8，g取10 m／s2)

Answer 1

【答案】0.14 A≤I≤0.46 A

【解析】

當電流較大時，導體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下，當靜摩擦力達到最大時，磁場力為最大值，此時通過ab的電流最大為；同理，當電流最小時，應該是導體受向上的最大靜摩擦力，此時的安培力為，電流為．

正確地畫出兩種情況下的受力圖如圖所示，

由平衡條件列方程求解．

根據第一幅受力圖列式如下：，，；

；

解上述方程得：；

根據第二幅受力圖：，，，
解上述方程得：；

則通過ab桿的電流范圍為：．