如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面

◎ 题目

如图所示,PQEF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/s2.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?

◎ 答案

1.0 A≤I≤2.0 A 由ab

◎ 解析

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I1,即有
BI1lMgf=0.5 mg

解得I1=2.0 A;
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I2,即有
MgBI2lf=0.5mg
解得I2=1.0 A
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ab.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面…”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。

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