Question

如图所示， PQ 和 EF 为水平放置的平行金属导轨，间距为 l ＝1.0 m，导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的质量为

如图所示， PQ 和 EF 为水平放置的平行金属导轨，间距为 l ＝1.0 m，导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的质量为 m ＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体 c 相连，物体 c 的质量 M ＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度 B ＝0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度 g 取10 m/s 2 .若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒 ab 重力的0.5倍，若要保持物体 c 静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？

Answer 1

1.0 A≤ I ≤2.0 A　由 a 到 b

因导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为 f .若 BIl > Mg ，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为 I 1 ，即有 BI 1 l － Mg ≤ f ＝0.5 mg ， 解得 I 1 ≤ ＝2.0 A； 若 BIl < Mg ，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，设此时电流为 I 2 ，即有 Mg － BI 2 l ≤ f ＝0.5 mg ， 解得 I 2 ≥ ＝1.0 A 即 ab 棒中的电流为 1．0 A≤ I ≤2.0 A. 根据左手定则判断，棒中的电流方向应该由 a 到 b .