◎ 题目

如图所示，电源电动势E=2V，内电阻r=0.5Ω，竖直平面内的导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1Kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨的动摩擦因数μ=0.4，有效长度为L=0.2m。为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动，我们施加一与纸面成30°向里且与金属棒垂直的磁场，问磁场方向是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多大？（重力加速度g=10m/s2）

◎ 答案

解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，根据平衡条件 若摩擦力方向向上，则：B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg 若摩擦力方向向下，则：B2ILsin30°-μB2ILcos30°=mg 其中电流I=E/（R+r） 代入数据解得：B1=3T，B2=16.3T 故所求磁感应强度的范围3T≤B≤16.3T

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，电源电动势E=2V，内电阻r=0.5Ω，竖直平面内的导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1Kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨的动摩擦因数μ=0.4，有效长度为L=0.2m。为了使金属…”主要考查了你对  【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】  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。