Question

【題目】如圖所示，電源電壓E＝2V，內(nèi)阻不計(jì)，豎直導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬棒的質(zhì)量m＝0.1kg，R＝0.5Ω，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，有效長(zhǎng)度為0.2m，靠在導(dǎo)軌外面，為使金屬棒不動(dòng)，施一與紙面夾角37°且垂直于金屬棒向里的磁場(chǎng)(g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：

(1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下？

(2)B的范圍是多少？

Answer 1

【答案】(1)斜向下　(2)1.4 T≤B≤4.5 T

【解析】(1)畫出由A→B的側(cè)視圖，并對(duì)棒AB受力分析如圖所示．

經(jīng)分析知磁場(chǎng)的方向斜向下；

(2)當(dāng)AB棒有向下滑的趨勢(shì)時(shí)，受摩擦力向上為f，則：

， ，

且， ，

聯(lián)立四以上各式并代入數(shù)值得： ．

當(dāng)AB棒有向上滑的趨勢(shì)時(shí)，受摩擦力向下為f′，則：

， ， ，可解得：

所以若保持金屬靜止不滑，磁場(chǎng)應(yīng)滿足： 。