Question

（10分）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(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示．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(guò)ab桿的電流范圍為多少？

Answer 1

試題分析：當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)體有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力向下，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，磁場(chǎng)力為最大值，此時(shí)通過(guò)ab的電流最大為I_max；同理，當(dāng)電流最小時(shí)，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的最大靜摩擦力，此時(shí)的安培力為，電流為I_min.
兩種情況下的受力圖如圖所示，

由平衡條件得：
對(duì)第一種情況有：
   （1分）
      （1分）
       （1分）
           （1分）
解上述方程得： （1分）
對(duì)第二種情況有：
  （1分）
   （1分）
            （1分）
       （1分）
解上述方程得：  
則通過(guò)ab桿的電流范圍為：   （1分）