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相距20cm的金属导轨倾斜放置,如图B-4所示,导轨所在的平面与水平面的夹角θ=37°.现在导轨上放一质量为330g的金属棒AB,它与导轨间的滑动摩擦因数为μ=0.5,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,电源电动势E=15V,内阻不计,g取10m/s2,为保持AB处于静止状态,求:
(1)AB中通入的最大电流为多少;
(2)AB中通入的最小电流为多少.

(1)最大电流时,金属棒保持静止,并且安培力最大,此时最大静摩擦力沿斜面向下,AB棒受力如图2所示.沿斜面方向上列力的平衡方程有
mgsinθ+μ(mgcosθ+BImaxLsinθ)=BImaxLcosθ
解得  Imax=16.5A

(2)同理,最小电流时,最大静摩擦力的方向沿斜面向上,AB棒受力如图3所示.由力的平衡条件可得
mgsinθ=μ(mgcosθ+BIminLsinθ)+BIminLcosθ
解得  Imin=1.5A
【试题分析】
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.5,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接电源的电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,g取10m/s2,为了保证ab处于静止状态(cosθ=0.8),则:
(1)ab通入的最大电流为多少?
(2)ab通入的最小电流为多少?
(3)R的调节范围多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,相距20cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为a=37°,上面放着质量为80g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.
(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在轨道上,必须通以多大的电流?
(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流?

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科目:高中物理 来源:2013届江苏省扬州中学高三12月质量检测物理试卷(带解析) 题型:计算题

如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.5,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接电源的电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,g取10m/s2,为了保证ab处于静止状态(cosθ=0.8),则:
(1)ab通入的最大电流为多少? 
(2)ab通入的最小电流为多少?
(3)R的调节范围至少多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

相距20cm的金属导轨倾斜放置,如图B-4所示,导轨所在的平面与水平面的夹角θ=37°.现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,电源电动势E=15V,内阻不计,g取10m/s2.为保持AB处于静止状态,求:
(1)AB中通入的最大电流为多少;
(2)AB中通入的最小电流为多少.

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