質(zhì)量為m=0.02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ=37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d=0.2 m，桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，磁感應(yīng)強度B=2 T的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖3-4-3所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿的電流范圍為多少？

圖3-4-3

思路解析

    桿ab中的電流為從a到b，所受的安培力方向平行于導(dǎo)軌向上.當(dāng)電流較大時，導(dǎo)體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下;當(dāng)靜摩擦力達到最大時，磁場力為最大值F1，此時通過ab的電流最大為Imax；同理，當(dāng)電流最小時，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的最大靜摩擦力，此時的安培力為F2，電流為Imin.

    正確地畫出兩種情況下的受力圖如圖3-4-4，由平衡條件列方程求解.

根據(jù)第一幅受力圖列式如下：

    F1-mgsinθ-Fμ1=0  Fn-mgcosθ=0  Fμ1=μFn  F1=BImaxd

    解上述方程得：Imax=0.46 A

圖3-4-4

    根據(jù)第二幅受力圖F2+Fμ2-mgsinθ=0

    Fn-mgcosθ=0

    Fμ2=μFn  F2=BImind

    解上述方程得：Imin=0.14 A.

答案:0.14 A—0.46 A


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd位于豎直平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間距L=0.1m，在ac間接有一阻值為R=0.08Ω的電阻，水平放置的導(dǎo)體棒PQ由靜止開始下落（始終與導(dǎo)軌緊密接觸），導(dǎo)體棒電阻為r=0.02Ω，質(zhì)量為m=0.1kg，當(dāng)下落h=0.45m的高度時，進入方向水平且與導(dǎo)軌平面垂直的沿y方向逐漸減小而x方向不變的磁場中，磁場區(qū)域在豎直方向的高度為H=0.5m，導(dǎo)體棒PQ穿過磁場的過程中做加速度為a=9m/s2的勻加速直線運動，取g=10m/s2，求：
（1）導(dǎo)體棒剛進入磁場時，該處的磁感應(yīng)強度B的大�。�
（2）導(dǎo)體棒PQ剛進入磁場時感應(yīng)電流的大小與方向；
（3）導(dǎo)體棒PQ穿過磁場過程中克服安培力所做的功；
（4）磁感應(yīng)強度B隨y變化的函數(shù)關(guān)系（坐標(biāo)系如圖所示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為m=0.02 kg的通電細(xì)桿，ab置于傾角θ=37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d=0.2 m，桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，磁感應(yīng)強度B=2 T的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖3-4-8所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿電流的范圍.(g取10 m／s2)

圖3-4-8

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科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為m=0.02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ=37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d=0.2 m，桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，磁感應(yīng)強度B=2 T的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖6-1-20所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿的電流范圍為多少？

圖6-1-20

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌相距    l=1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝30°角，下端連接 “2. 5V，0. 5W”的小電珠，勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m=0.02 kg、電阻不計的光滑金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．取g＝10 m/s2．求：

（1）金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止剛開始下滑時的加速度大�。�

（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，小電珠正常發(fā)光，求該速度的大小；

（3）磁感應(yīng)強度的大�。�

 


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