Question

【題目】質量為m＝0.02 kg的通電細桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導軌上，導軌的寬度d＝0.2 m，桿ab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，如圖所示．現調節滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿的電流范圍為多少？

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：當電流較大時，導體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下，當靜摩擦力達到最大時，安培力最大，電流最大．當電流最小時，有向上的最大靜摩擦力，根據共點力平衡，結合安培力的大小公式，求出通過ab桿的電流范圍．

當電流較大時，導體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下，當靜摩擦力達到最大時，磁場力為最大值，此時通過ab的電流最大為；同理，當電流最小時，應該是導體受向上的最大靜摩擦力，此時的安培力為，電流為兩種情況下的受力圖如圖所示，

由平衡條件得：對第一種情況有：

，，，

解上述方程得：

對第二種情況有：，，，，

解上述方程得：

則通過ab桿的電流范圍為：