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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

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/30 18:37:45
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/s 2 )
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
斜向下 3 T≤ B ≤16.3 T

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
B 1 IL sin30°+ μB 1 IL cos30°= mg .
若摩擦力方向向下,则
B 2 IL sin30°- μB 2 IL cos30°= mg ,

其中电流 I = E /( R + r )
代入数据得: B 1 =3 T, B 2 =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.