Question

17．如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量m=0.2kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M=0.3kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5．匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？

Answer 1

分析 若要保持物体匀速上升，受力必须平衡．由于棒所受的摩擦力为0.5mg=1N，而M的重力为Mg=3N，然后根据安培力公式求出导体棒中电流的大小．

解答 解：导体棒的滑动摩擦力大小为：f=μmg=0.5×0.2×10=1N，M的重力为G=Mg=3N，要保持导体棒匀速上升，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b．
根据受力分析，由共点力平衡，则有F_安=T-f
又：F_安=BIL，
联立得：I=2A
答：在导体棒中通入2A的电流，方向从a到b．

点评 此题是通电导体在磁场中平衡问题，要抓住物体匀速上升的过程中棒的受力平衡，根据共点力平衡进行求解．