题目内容
【题目】如图所示,水平平行放置的金属导轨PQ和MN相距1 m,导体棒ab放在导轨上,棒的质量为m = 0.4kg,棒的中点用细绳经光滑小滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg,棒与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,应在棒中通入多大的电流?方向如何?(g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
【答案】a→b 0.5A-2.5A
【解析】
导体棒的最大静摩擦力大小为fmax=0.5mg=2N,M的重力为G=Mg=3N,则fmax<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b。
根据受力分析,由平衡条件,当摩擦力向右时有:F安=T+f=BI1L,代入数据解得:
当摩擦力向左时有:F安=T-f=BI2L,代入数据解得:
I2=0.5A
所以电流范围是:0.5A到2.5A之间。

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