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 ③
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
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圖3-4-3
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圖
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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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