如圖所示，PQ和MN為水平放置的光滑的平行金屬導軌，間距為l=1.0m，導體棒ab垂直跨放在導軌上，棒的質(zhì)量為m=2kg，棒的中點用細繩經(jīng)輕滑輪與質(zhì)量為M=0.2kg的物體相連，物體M放在傾角為θ=30°的固定的斜面上，與M連接的輕繩與斜面平行．整個裝置區(qū)域存在一個方向與導體棒垂直且與水平面的夾角α=53°斜向左上方的勻強磁場，重力加速度g10m/s2�。舸鸥袘�(yīng)強度B=0.5T，物塊M與斜面之間的動摩擦因素μ=
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，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，要保持導體棒ab靜止不動，應(yīng)該在棒中通入多大的電流？電流的方向如何？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
分析：對導體棒和物塊分別進行受力分析然后根據(jù)平衡條件列方程求解出感應(yīng)電流的最大值和最小值
解答：解：當導體棒ab中電流比較小時，物塊M剛好不下滑，設(shè)此時棒中流為I1，繩中拉力為FT，對導體棒ab有：
BI1Lsinα=FT
對物塊M有：
FT+μMgcosθ=Mgsinθ
聯(lián)立得：I1=1.25A
若導體棒ab中電流較大時，物塊M剛好不上滑，設(shè)此時棒中電流為I2，繩中拉力為FT′，則對棒ab有：
BI2Lsinα=FT′
對物塊M有：
FT′=Mgsinθ+μMgcosθ
聯(lián)立得：I2=3.75A
故棒中電流應(yīng)滿足1.25A≤I≤3.75A
根據(jù)左手定則判斷，棒中的電流方向應(yīng)該由a到b．
答：要保持導體棒ab靜止不動，應(yīng)該在棒中通入1.25A≤I≤3.75A的電流，電流的方向由a到b．
點評：此題是通電導體在磁場中平衡問題，借助安培力考查了受力分析與受力平衡問題，難度不大．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，PQ和MN為水平放置的平行金屬導軌，間距為L=1.0m，導體棒ab跨放在導軌上，棒的質(zhì)量為m=20g，棒的中點用細繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M=30g，懸在空中．在垂直導軌平面方向存在磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場，磁場方向豎直向上，重力加速度g取10m/s2．若導軌是粗糙的，且導體棒與導軌間的最大靜摩擦力為導體棒ab重力的0.5倍，若要保持物體c靜止不動，應(yīng)該在棒中通入電流方向如何？電流大小的范圍是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導軌，相距1m，導體棒ab跨放在導軌上，棒的質(zhì)量m=0.2㎏，棒的中點用細繩經(jīng)滑輪與物體相連，物體質(zhì)量M=0.3㎏，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2T，方向豎直向下，為了使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入多大的電流？方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導軌，相距L=1m．PM間接有一個電動勢為E=6V，內(nèi)阻r=1Ω的電源和一只滑動變阻器．導體棒ab跨放在導軌上，棒的質(zhì)量為m=0.2kg，棒的中點用細繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量M=0.3kg．棒與導軌的動摩擦因數(shù)為μ=0.5（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計，g取10m/s2），勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，PQ和MN為水平放置的平行金屬導軌，間距為l=1.0m，直流電源、電阻箱R串連接在兩根導軌之間．導體棒ab跨放在導軌上，棒的質(zhì)量為m=20g，棒的中點用細繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M=30g．在垂直導軌平面方向存在磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場，磁場方向豎直向上，重力加速g取10m/s2，導體棒與導軌間的最大靜摩擦為f為導體棒ab重力的0.5倍，電源電動勢E=10V，電源內(nèi)阻、導軌的電阻、導體棒電阻均忽略不計，若要保持物體c靜止不動，電阻箱R的阻值變化范圍應(yīng)為多大？流過棒的電流方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?浙江模擬）近年來，越來越高的摩天大廈在世界各地落成．日本東京的千年塔設(shè)計170層、840米高，而由西班牙著名建筑設(shè)計大師哈韋爾皮奧斯設(shè)計的上�！俺捍髲B”甚至將高達1249.9米．然而，至今普遍使用的鋼索吊掛式電梯已經(jīng)不再適臺這樣的高度，因為需要的鋼索太長、太重會因承受不了自身的重量而斷裂．為此德國亞琛工業(yè)大學的科研人員設(shè)計出了一種磁動力電梯，其原理是利用移動的磁場來帶動電梯向上或向下運動．工作原理可簡化如下：如圖所示，PQ和MN是兩根平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面的等大反向勻強磁場B1和B2，B1=B2=1T，兩磁場可向上作勻速運動．電梯轎廂固定在金屬框abcd內(nèi)（轎廂未畫出）．現(xiàn)己知電梯載人時的總質(zhì)量為m=1.0×104kg，運動時所受阻力f=1000N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lac相同，金屬框的總電阻為R=1.0×10-3Ω，某時段磁場以v0=10m/s的速度向上勻速運動，g=10m/s2求：
（1）電梯速度為零時，它的加速度為多大？
（2）電梯最后向上勻速運動的速度為多大？
（3）電梯向上勻速運動時，外界提供的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娞輽C械能的效率？

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