Question

如图所示，电源电压E＝2V，内阻不计，竖直导轨电阻不计，金属棒的质量m＝0.1kg，R＝0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，施一与纸面夹角37°且垂直于金属棒向里的磁场(g＝10m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：

(1)此磁场是斜向上还是斜向下？

(2)B的范围是多少？

Answer

(1)斜向下 (2)1.4 T≤B≤4.5 T

【解析】(1)画出由A→B的侧视图，并对棒AB受力分析如图所示．

经分析知磁场的方向斜向下；

(2)当AB棒有向下滑的趋势时，受摩擦力向上为f，则：

， ，

且， ，

联立四以上各式并代入数值得： ．

当AB棒有向上滑的趋势时，受摩擦力向下为f′，则：

， ， ，可解得：

所以若保持金属静止不滑，磁场应满足： 。