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图3-4-8

答案

思路分析:杆ab中的电流为a→b,所受安培力方向平行导轨向上.当电流较大时,导体有向上运动的趋势,所受静摩擦力沿导轨向下,当通过ab的电流最大为Imax时,磁场力达最大值F1,沿导轨向下的静摩擦增至最大值;同理,当电流最小为Imin时,导体有沿导轨向上的最大静摩擦力,设此时安培力为F2.

    正确画出两种情况下的侧视受力图,由平衡条件列方程即可求解.

解析:如图3-4-9中(a)、(b)所示,画出侧视受力图,建立坐标系.在图(a)中,由平衡条件得;

图3-4-9

F1-mgsinθ-=0                                                          ①

FN-mgcosθ=0                                                              ②

=μFN                                                                                                   

F1=BImaxd                                                                  ④

联立①②③④式解得Imax=0.46 A.

在图(b)中,由平衡条件得:

F2+-mgsinθ=0                                                           ⑤

FN-mgcosθ=0                                                               ⑥

=μFN                                                                   ⑦

F2=BImind                                                                    ⑧

联立⑤⑥⑦⑧式解得Imin=0.14 A.

答案:0.14 A≤I≤0.46 A


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