如图所示,重为3N的导体棒,放在间距为d=1m的水平放置的导轨上,其中电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,定值电阻R0=11.5Ω,其它电阻不计.试求:(1)若磁场

发布时间:2020-08-08 15:03:16

如图所示,重为3N的导体棒,放在间距为d=1m的水平放置的导轨上,其中电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,定值电阻R0=11.5Ω,其它电阻不计.试求:(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,大小为B=2T(图未画出),要使导体棒静止不动,求导轨与导体棒间的摩擦因数?
(2)若磁场大小不变,方向与导轨平面成θ=60°角.如图所示,此时导体棒所受的摩擦力多大?

网友回答

解:(1)根据全电路欧姆定律得
?? 电路中电流为I==A=0.5A
磁场方向垂直导轨平面向上,根据左手定则判断得知,导体棒所受的安培力方向水平向右,如图1,大小为FA=BIL
要使导体棒静止不动,必须满足安培力不大于最大静摩擦力,即有:
?? FA≤μmg
得到μ≥
代入解得,u≥???
(2)若磁场大小不变,方向与导轨平面成θ=60°角,导体棒受力如图2,根据平衡条件得
??? f=FAcos30°=BILcos30°
代入解得f=N
答:
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,要使导体棒静止不动,导轨与导体棒间的摩擦因数u>.
(2)若磁场大小不变,方向与导轨平面成θ=60°角,此时导体棒所受的摩擦力为N.
解析分析:(1)根据欧姆定律求出电路中电流.导体棒静止不动,受力要平衡,分析导体棒的受力情况,作出力图,根据平衡条件求出导轨与导体棒间的摩擦因数.
(2)分析导体检的受力情况,根据平衡条件求解导体棒所受的摩擦力.

点评:本题通电导体在磁场中平衡问题,关键是安培力的分析和计算,是力学和磁场知识的综合.
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