题目内容
11.如图所示,PQ、MN为水平、平行放置的金属导轨相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用轻绳经滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg,棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,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状态,可在棒中通入多大的电流?方向如何?(g取10m/s2)分析 若要保持物体匀速上升,受力必须平衡.由于M所受的最大静摩擦力为0.5mg=1N,而M的重力为Mg=3N,要保持导体静止,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断电流的方向.根据共点力平衡和安培力公式求出导体棒中电流的大小
解答 解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒静止,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b到a.
根据受力分析,由共点力平衡,当摩擦力向左时则有F安-T+f=0
F安=BIL,
联立得:I=1A
当摩擦力向右时F安-T-f=0
解得I=2A
答:应在棒中通入1A≤I≤2A的电流,方向b→a
点评 此题是通电导体在磁场中加速问题,要抓住静摩擦力会外力的变化而变化,根据共点力平衡进行求解
练习册系列答案
相关题目
1.如图所示,甲图中的导体棒ab长为L,放在匀强电场中与场强E夹角为θ,乙图中的通电导线cd长为L,电流强度为I,放在垂直纸面向里的匀强磁场中与水平方向夹角为θ,磁感强度为B,下列判断正确的是( )
A. | 导体棒ab两端的电势差为Uab=EL | |
B. | 导体棒ab两端的电势差为Uab=ELcosθ | |
C. | 导线cd所受的安培力大小为F=BIL | |
D. | 导线cd所受的安培力大小为F=BILsinθ |
16.如图所示,甲、乙两个物体叠放在水平桌面上,甲受到一个向右的水平力F的作用,乙受到一个向左的水平力F的作用,两物体保持静止,则甲和乙之间、乙和桌面之间的摩擦力大小分别为( )
A. | F,0 | B. | 0,F | C. | 2F,F | D. | F,2F |
3.如图所示,两等量异种电荷在真空中相隔一定距离,OO′表示两点电荷连线的中垂面,在两电荷所在的竖直平面上取图示的1、2、3三点,其电势分别为φ1、φ2、φ3,则( )
A. | φ3>φ2>φ1 | B. | φ2>φ1>φ3 | C. | φ2>φ3>φ1 | D. | φ1>φ2>φ3 |
20.下列物理量属于力学单位制中基本物理量的是( )
A. | 长度 | B. | 时间 | C. | 速度 | D. | 加速度 |