Question

質量為m＝0.02 kg的通電細桿，ab置于傾角θ＝37°的平行放置的導軌上，導軌寬度為d＝0.2 m，桿與導軌間的動摩擦因數μ＝0.4，磁感應強度B＝2 T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下，如圖2-3-14所示.現調節滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿靜止不動，通過桿電流的范圍為多少？(g取10 m／s²)?

圖2-3-14

Answer 1

思路分析：桿中的電流為→b，所受安培力方向平行導軌向上.當電流較大時，導體有向上運動趨勢，所受靜摩擦力沿軌道向下，當通過的電流最大為時，磁場力達最大值，沿軌道向下的靜摩擦增至最大值；同理，當電流最小時，導體有沿軌道向上的最大靜摩擦力，設此時安培力為.?

圖2-3-15

正確畫出兩種情況下的側視受力圖，由平衡條件列方程即可求解.?

解：如圖2-3-15中、b所示，畫出側視受力圖，建立坐標系.在圖中，由平衡條件得

＝0①?

＝0②?

??③?

④?

聯立①②③④式解得＝0.46 A??

在圖b中，由平衡條件得?

＝0⑤?

＝0⑥?

?⑦?

⑧?

聯立⑤⑥⑦⑧式解得＝0.14 A.?

答案：0.14 A≤I≤0.46 A