Question

【題目】如圖所示，水平導軌間距為L=0.5 m，導軌電阻忽略不計；導體棒ab的質量m=1 kg，電阻R0=0.9 Ω，與導軌接觸良好；電源電動勢E=10 V，內阻r=0.1 Ω，電阻R=4 Ω；外加勻強磁場的磁感應強度B=5 T，方向垂直于ab，與導軌平面成夾角α=53°；ab與導軌間的動摩擦因數為μ=0.5(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，定滑輪摩擦不計，線對ab的拉力為水平方向，重力加速度g=10 m/s2，ab處于靜止狀態。已知sin 53°=0.8，cos 53°=0.6。求：

（1）通過ab的電流大小和方向；

（2）ab受到的安培力大小；

（3）重物重力G的取值范圍。

Answer 1

【答案】（1）I=2A，方向從a流向b（2）5N（3）

【解析】（1）由閉合電路的歐姆定律可得，通過ab的電流，方向：由a到b；

（2）ab受到的安培力： ；

（3）ab受力如圖所示，最大靜摩擦力：

由平衡條件得：當最大靜摩擦力方向向右時：

當最大靜摩擦力方向向左時：

由于重物平衡，故：

則重物重力的取值范圍為： ；