Question

【题目】如图所示，水平平行放置的金属导轨PQ和MN相距1 m，导体棒ab放在导轨上，棒的质量为m = 0.4kg，棒的中点用细绳经光滑小滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3kg，棒与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，应在棒中通入多大的电流？方向如何？（g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

Answer 1

【答案】a→b 0.5A-2.5A

【解析】

导体棒的最大静摩擦力大小为fmax=0.5mg=2N，M的重力为G=Mg=3N，则fmax＜G，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b。
根据受力分析，由平衡条件，当摩擦力向右时有：F安=T+f=BI1L，代入数据解得：

当摩擦力向左时有：F安=T-f=BI2L，代入数据解得：

I2=0.5A

所以电流范围是：0.5A到2.5A之间。