题目内容

如图所示,电源电动势ε=2V,r=0.5Ω,竖直导轨电阻可忽略,金属棒的质最m=0.1kg电阻R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,棒的有效长度为0.2m,靠在导轨的外面,为使金属棒静止,现施一与纸面夹角为且与导线垂直向里的磁场.取g=10m/s2.设棒受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:①此磁场是斜向上还是斜向下,②磁感应强度B的范围.

答案:
解析:

  ①磁场方向应斜向下

  ②当B较小时,金属棒受的磁场力较小,静摩擦力方向向上,金属棒受力如图:由平衡条件得

  则B1=

  ==T

  当B较大时,摩擦力方向向下,受力如图,同理有:

  

  B2==T

  故:金属棒不动,B的范围为T≤B≤T


提示:

金属棒受的磁场力只有斜向上沿纸面向里,才可能使之处于平衡状态.


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