题目内容
如图1-1所示,两根平行放置的金属导轨,间距为
,倾角为
,导轨间有电动势
、内阻不计的电源。现将一质量为
、电阻为
的铜棒
与轨道垂直放于导轨上,导轨与铜棒间的动摩擦因数为
,导轨电阻不计,要使
棒静止在在导轨上,所施加的竖直向上的磁场磁感应强度应多大?
所施加的竖直向上的磁场磁感应强度应为
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解析:
采用正视图方式分析铜棒受力,如图1-2所示,当
较小时有:
,铜棒有沿导轨下滑趋势,摩擦力沿导轨向上,由于铜棒处于静止状态,则有状态方程:
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当磁感应强度最小为
时,物体所受到的摩擦力达到最大静摩擦力,故有
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联立
、
、
、
方程解得:
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如图1-3所示,当
较大时有:
,铜棒有沿导上滑趋势摩擦力沿导轨向下,由于铜棒处于静止状态,则有状态方程:
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当磁感应强度最大为
时,物体所受到的摩擦力达到最大静摩擦力,故有
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联立
、
、
、
方程解得:
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所施加的磁感应强度为:
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