安培力的应用3

安培力的应用3

1．如图示，铜棒质量为m=0.1kg，静放在相距L=8cm的水平导轨上，两者之间的动摩擦因数μ=0.5，现在铜棒中通以I=5A的电流，要使铜棒滑动，可在两导轨间加一个匀强磁场，求所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值的大小．(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

2．在倾角为α的光滑斜面上，放置一根通有电流I、长度为L、质量为m的导体棒，如图所示．试问：

(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．

(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．

(3)若使棒静止在斜面上且要求B垂直L，可加外磁场的方向范围．

3．如图示，电动势E=2V，r=0.5Ω，竖直导轨宽L=0.2m，导轨电阻不计，另有一金属棒，m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，靠在导轨的外面，为使金属棒静止不下滑，加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直并指向纸面向里的匀强磁场，g=10m/s2．求：磁感应强度的方向及取值范围．

4．如图所示，质量m1=0.lkg，电阻R1=0.3Ω，长度L=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上．框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab运动到某处时，框架恰好开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；

(2)从ab开始运动到框架恰好开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小

5．如图示，abcd为质量M=2kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面上．另有一根质量m=0.6kg 的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱ef，(竖直立柱光滑且固定不动)．导轨处于匀强磁场中，磁场以OO′为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度B的大小都为B=0.8T．导轨的bc段长L=0.5m，其电阻r=0.4Ω，金属棒PQ 的电阻R=0.2Ω，其余电阻均可不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2．现在导轨上施加一个方向向左、大小为F=2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g取10m/s2，试求：

(1)导轨运动的最大加速度．

(2)导轨的最大速度．