如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在水平夹角为θ的倾斜金属导轨上。导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电源内阻不计,(1)若导

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在水平夹角为θ的倾斜金属导轨上。导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电源内阻不计,

(1)若导轨光滑,电源电动势E为多大时能使导体杆静止在导轨上?                   
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,现要使导体杆静止在导轨上,电源电动势取值范围为多少?

◎ 答案

(1)=(2)

◎ 解析


试题分析:导体杆静止在导轨上,受到重力、支持力和安培力三个力作用,安培力大小为F=BIL,根据平衡条件和闭合电路欧姆定律结合求解电源的电动势.
(1)对导体棒受力分析如图,由平衡条件得:

     

由以上三式解得 =
(2)由两种可能:一种是E偏大,I偏大,F偏大,2杆有上滑趋势,摩擦力沿斜面向下,由平衡条件  
根据安培力公式有   
以上两式联立解得  
另一种可能是E偏小,摩擦力沿斜面向上,同理可得
点评:本题是通电导体在磁场中平衡问题,分析受力情况,特别是安培力的情况是关键.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在水平夹角为θ的倾斜金属导轨上。导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电源内阻不计,(1)若导…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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