
如图所示,水平放置电阻不计的固定平行轨道,间距,两端连接电动势
,内阻
的电源及
的电阻,一根金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道,其在轨道间的电阻为
,质量为
,轨道与金属杆接触良好,绝缘细线通过滑轮连接金属杆及重物,空间中存在一个垂直于水平面向上的磁场,磁感应强度大小为
忽略一切摩擦,重力加速度
,求:
(1)当金属杆静止时,流过金属杆的电流大小是多少?
(2)若金属杆能保持静止,则重物的质量是多少?
(3)若金属杆与轨道间摩擦不能忽略,且动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若金属棒能保持静止,所挂重物的质量范围是多少?
【答案】(1)4A;(2)0.1kg;(3)0.05kg<m<0.15kg
【知识点】安培力的计算式及简单应用、闭合电路欧姆定律的内容和三个公式
【详解】(1)当金属杆静止时,流过金属杆的电流大小是
(2)金属杆受到的安培力为
由左手定则可知,安培力方向向左,若金属杆能保持静止,则
解得
(3)若金属杆与轨道间摩擦不能忽略,最大静摩擦力为
摩擦力向左时,有
摩擦力向右时,有
所挂重物的质量范围是
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