(2)正确进行受力分析并画出导体的受力分析图,必要时画出侧视图、俯视图等.
(3)根据受力分析确定通电导体所处的状态或运动过程.
(4)运用平衡条件或动力学知识列式求解.
如图31所示,电源电动势E=2 V,内阻r=0.5 Ω,竖直导轨宽L=0.2 m,导轨电阻不计.另有一质量m=0.1 kg,电阻R=0.5 Ω的金属棒,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,靠在导轨的外面.为使金属棒不滑动,施加一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2).求:
图31
(1)此磁场的方向;
(2)磁感应强度B的取值范围.
【解析】 (1)要使金属棒静止,安培力应斜向上指向纸里,画出由a→b的侧视图,并对棒ab受力分析如下图所示.经分析知磁场的方向斜向下指向纸里.
(2)如图甲所示,当ab棒有向下滑的趋势时,受静摩擦力向上为Ff,则:
Fsin 30°+Ff-mg=0
F=B1IL
Ff=μFcos 30°
I=E/(R+r)
联立四式并代入数值得B1=3.0 T.