问题
选择题
如图所示,MN、PQ为水平放置的平行导轨,通电导体棒ab垂直放置在导轨上,已知导体棒质量m=1kg,长l=2.0m,所通电流I=5.0A,方向由b到a,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=
.若使导体棒水平向右匀速运动,则B的最小值为(g=l0m/s2)( )3 3
A.0.25T
B.0.5T
C.1T
D.2T
答案
对导体棒进行受力分析,如图所示,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力,故要使导体棒匀速直线运动,则安培力需为动力,则设磁场方向与轨道平面成θ角向左斜向上,由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方,如图所示,则有:
BILsinθ=μFN ①
FN+BILcosθ=mg ②
联立①②解得:B=
•μ sinθ+μcosθ
=mg IL
,故θ=60°时磁感应强度最小,最小值为1 2 sin(30°+θ)
T,即0.5T;1 2
故选:B.