靠电源电动势E=2V,r=0.5欧,竖直导轨宽L=0.2m,导轨电阻不计.

题目

靠电源电动势E=2V,r=0.5欧,竖直导轨宽L=0.2m,导轨电阻不计.
另有一金属棒质量m=0.1kg电阻R=0.5,与导轨间动摩擦因数为0.4,在导轨的外侧,为使金属棒静止不动,施以于纸面夹角为30度且与导轨棒垂直指向纸里的匀强电场g=10m/s2求：
1）此磁场方向
2）磁感应强度B的取值范围

答案

解析：(1)画出由a→b的侧视图,并对棒ab受力分析如图16－102所示．经分析知磁场的方向斜向下．

(2)当ab棒有向下滑的趋势时,受摩擦力向上为f,则：Fsin30°＋f－mg＝0,F＝B1IL,
f＝μFcos30°,I＝ε/(R＋r),
联立四式并代入数值得B1＝3.2T．
当ab棒有向上滑的趋势时,受摩擦力向下为f′,则：
F′sin30°－f′－mg＝0,
f′＝μF′cos30°,F′＝B2IL,可解得B2＝16.3 T
所以若保持金属静止不滑,磁场应满足：3.2T≤B≤16.3T