Question

如圖所示，電源電動勢E=2V，內(nèi)電阻r=0.5Ω，豎直平面內(nèi)的導軌電阻可忽略，金屬棒的質(zhì)量m=0.1Kg，電阻R=0.5Ω，它與導軌的動摩擦因數(shù)μ=0.4，有效長度為L=0.2m。為了使金屬棒能夠靠在導軌外面靜止不動，我們施加一與紙面成30°向里且與金屬棒垂直的磁場，問磁場方向是斜向上還是斜向下？磁感應(yīng)強度B的范圍是多大？（重力加速度g=10m/s²）

Answer 1

解：以靜止的金屬棒為研究對象，畫出其側(cè)視圖，要使金屬棒靜止，通電金屬棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定則判定磁場方向應(yīng)斜向下，根據(jù)平衡條件
若摩擦力方向向上，則：B₁ILsin30°+μB₁ILcos30°=mg
若摩擦力方向向下，則：B₂ILsin30°-μB₂ILcos30°=mg
其中電流I=E/（R+r）
代入數(shù)據(jù)解得：B₁=3T，B₂=16.3T
故所求磁感應(yīng)強度的范圍3T≤B≤16.3T