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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T的勻強(qiáng)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(dòng)變阻器的觸頭,試求出為使桿ab靜止不動(dòng),通過ab桿電流的范圍.(g取10 m/s2)

圖3-4-8

思路分析:桿ab中的電流為a→b,所受安培力方向平行導(dǎo)軌向上.當(dāng)電流較大時(shí),導(dǎo)體有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢,所受靜摩擦力沿導(dǎo)軌向下,當(dāng)通過ab的電流最大為Imax時(shí),磁場力達(dá)最大值F1,沿導(dǎo)軌向下的靜摩擦增至最大值;同理,當(dāng)電流最小為Imin時(shí),導(dǎo)體有沿導(dǎo)軌向上的最大靜摩擦力,設(shè)此時(shí)安培力為F2.

    正確畫出兩種情況下的側(cè)視受力圖,由平衡條件列方程即可求解.

解析:如圖3-4-9中(a)、(b)所示,畫出側(cè)視受力圖,建立坐標(biāo)系.在圖(a)中,由平衡條件得;

圖3-4-9

F1-mgsinθ-=0                                                          ①

FN-mgcosθ=0                                                              ②

=μFN                                                                                                   

F1=BImaxd                                                                  ④

聯(lián)立①②③④式解得Imax=0.46 A.

在圖(b)中,由平衡條件得:

F2+-mgsinθ=0                                                           ⑤

FN-mgcosθ=0                                                               ⑥

=μFN                                                                   ⑦

F2=BImind                                                                    ⑧

聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式解得Imin=0.14 A.

答案:0.14 A≤I≤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(jì)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(shí),進(jìn)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(yùn)動(dòng),取g=10m/s2,求:
(1)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí),該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)導(dǎo)體棒PQ剛進(jìn)入磁場時(shí)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(qiáng)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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T的勻強(qiáng)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(dòng)變阻器的觸頭,試求出為使桿ab靜止不動(dòng),通過ab桿的電流范圍為多少?

圖3-4-3

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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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T的勻強(qiáng)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(dòng)變阻器的觸頭,試求出為使桿ab靜止不動(dòng),通過ab桿的電流范圍為多少?

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(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)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(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m=0.02 kg、電阻不計(jì)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(shí)的加速度大小;

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

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。

 


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