Question

有关磁场的,高二物理

如图所示，电源电动势为E=2V，内组r=0.5，
竖直导轨电阻可以不计，金属棒的质量m=0.1kg，
电阻R=0.5，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，
它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍，
为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°
且与金属棒垂直向里的匀强磁场，
求（1）磁场是斜向上还是斜向下？
（2）B的范围是多少？

Answer 1

（1）磁场方向应斜向下，因为安培力既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，当磁场斜向上时，此安培力沿垂直纸面向外有一分力，棒就会脱离导轨而断电，会掉下来，当磁场方向垂直纸面向内的话，安培力沿垂直纸面向内有一压力，棒为会脱离导轨。（2）本问题中摩擦力是静摩擦力，因而B就有一个取值范围。静摩擦力最大值等于滑动摩擦力。当静摩擦力朝上时，B最小为：B1ILsinθ+μB1ILcosθ=mg；当静摩擦力朝下时，B最大为：B2ILsinθ=mg+B2ILcosθμ，I=E/（R+r）=2A，将其余各量带入可求出B的范围在B1~B2.

Answer 2

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