◎ 题目

如图所示，电源电动势E＝2 V，内电阻r＝0.5 Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨的动摩擦因数μ＝0.4, 有效长度为L＝0.2 m，为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动，我们施一与纸面成30°角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？(g＝10 m/s2)

◎ 答案

斜向下　3 T≤B≤16.3 T

◎ 解析

以静止的金属棒为研究对象，其侧视的受力分析如图所示． 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) 代入数据得：B1＝3 T，B2＝16.3 T， 故所求磁感应强度的范围是 3 T≤B≤16.3 T； 根据左手定则可知其方向应斜向下．

◎ 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…”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。