Question

【题目】如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直)，物体的质量为M＝0.3 kg.导体棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？

Answer 1

【答案】2A，方向由a向b

【解析】试题分析：若要保持物体匀速上升，受力必须平衡．由于M所受的最大静摩擦力为0.5mg=1N，而M的重力为Mg=3N，要保持重物匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断电流的方向．根据共点力平衡和安培力公式求出导体棒中电流的大小．

解：导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N，M的重力为G=Mg=3N，则fm＜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，由共点力平衡，则有F安﹣T﹣f=0

F安=BIL，

联立得：I=2A

答：为了使物体匀速上升，应在棒中通入2A的电流，方向由a向b