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(tài)。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）2 A，方向為a到b（2）5 N（3）0.5 N≤G≤7.5 N

【解析】

（1）通過ab的電流

方向為a到b。

（2）ab受到的安培力大小

F＝BIL＝5 N

（3）導體棒ab受力如圖所示。有

fm＝μ(mg－Fcos 53°)＝3.5 N

當最大靜摩擦力方向向右時

FT＝Fsin 53°－fm＝0.5 N

當最大靜摩擦力方向向左時

FT＝Fsin 53°＋fm＝7.5 N

所以

0.5 N≤G≤7.5 N。