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物理学

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如图所示,斜面上放有一木制圆柱,质量m=0.5kg,半径为R,长为l=0.10m,圆柱上绕有10匝导线,圆柱体的轴线位导线回路平面内.斜面倾角为θ,处于均匀磁场B=0.5T中,B的方向竖直向上.如果线圈平面与斜面平行,求通过回路的电流I至少要多大时,圆柱才不致沿斜面向下滚动?

正确答案:线圈面积为S=2Rl,磁矩大小为pm=NIS,方向与B成θ角,所以磁力矩大小为Mm=pm×B=pmBsinθ=NI2RlBsinθ,方向垂直纸面向外.
重力大小为G=mg,力臂为L=Rsinθ,重力矩为Mg=GL=mgRsinθ,方向垂直纸面向里.
圆柱不滚动时,两力矩平衡,即 NI2RlBsinθ=mgRsinθ,
解得电流强度为I=mg/2NlB=5(A).
答案解析:
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