Question

【題目】如圖所示，afe、bcd為兩條平行的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距l＝0.5 m．ed間連入一電源E＝3 V，內(nèi)阻r=0.5Ω，ab間放置一根長為l＝0.5 m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，cf水平且abcf為矩形．空間中存在一豎直方向的磁場，當(dāng)調(diào)節(jié)斜面abcf的傾角θ時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)且僅當(dāng)θ在30°～90°之間時(shí)，金屬桿可以在導(dǎo)軌上處于靜止平衡．已知金屬桿質(zhì)量為0.1 kg，金屬桿的電阻R為1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻可忽略，金屬桿和導(dǎo)軌間最大靜摩擦力為彈力的μ倍．重力加速度g＝10 m/s2，試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B及μ.

Answer 1

【答案】T；

【解析】

由磁場方向和平衡可判斷，安培力F方向?yàn)樗�平且背離電源的方向

由題意可知當(dāng)θ＝90°時(shí)，金屬桿處于臨界下滑狀態(tài)有：

f1＝mg

N1＝F

f1＝μN(yùn)1 　　　　①

當(dāng)θ＝30°時(shí)，金屬桿處于臨界上滑狀態(tài)有：

N2＝mgcos30°＋Fsin30°　　②

f2＋mgsin30°＝Fcos30°

f2＝μN(yùn)2　　　　③

由①－⑥解得：

F＝mg　　④

μ＝　　⑤

由閉合電路歐姆定律：

I＝＝2 A　⑥

由安培力性質(zhì)：

F＝BIl 　⑦

由⑦⑧⑨得：

B＝T 方向豎直向下．