质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m,杆ab与导轨间的动摩

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  • 解题思路:当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,安培力最大,电流最大.当电流最小时,有向上的最大静摩擦力,根据共点力平衡,结合安培力的大小公式,求出通过ab杆的电流范围.

    当电流较大时,导体有向上的运动趋势,所受静摩擦力向下,当静摩擦力达到最大时,磁场力为最大值F1,此时通过ab的电流最大为Imax;同理,当电流最小时,应该是导体受向上的最大静摩擦力,此时的安培力为F2,电流为Imin

    正确地画出两种情况下的受力图如图所示,

    由平衡条件列方程求解.

    根据第一幅受力图列式如下:F1-mgsinθ-f1=0

    N1-mgcosθ=0

    f1=μN1

    F1=BImaxd

    解上述方程得:Imax=0.46A

    根据第二幅受力图F2-mgsinθ+f2=0

    N2-mgcosθ=0

    f2=μN2

    F2=BImind

    解上述方程得:Imin=0.14A

    则通过ab杆的电流范围为:0.14A≤I≤0.46A.

    答:通过ab杆的电流范围为0.14A≤I≤0.46A.

    点评:

    本题考点: 安培力.

    考点点评: 解决本题的关键能够正确地受力分析,抓住两个临界状态,运用共点力平衡进行求解.知道电流最大时有向下的最大静摩擦力,电流最小时,有向上的最大静摩擦力.

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