Question

（10分）质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示．现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？

Answer 1

试题分析：当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下，当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值，此时通过ab的电流最大为I_max；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为，电流为I_min.
两种情况下的受力图如图所示，

由平衡条件得：
对第一种情况有：
   （1分）
      （1分）
       （1分）
           （1分）
解上述方程得： （1分）
对第二种情况有：
  （1分）
   （1分）
            （1分）
       （1分）
解上述方程得：  
则通过ab杆的电流范围为：   （1分）