Question

【題目】如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）,定滑輪摩擦不計(jì),線對ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài)已知=0.8，=0.6求：

（1）通過ab的電流大小和方向．

（2）ab受到的安培力大小和方向．

（3）重物重力G的取值范圍．

Answer 1

【答案】(1)通過ab的電流大小為2A，方向由a向b(2)ab受到的安培力大小為5N，方向垂直B斜向左上方(3)重物重力G的取值范圍為0.5N≤G≤7.5N

【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

安培力方向如圖所示

(3)ab受力如圖所示，最大靜摩擦力：

由平衡條件得：當(dāng)最大靜摩擦力方向向右時(shí)：

當(dāng)最大靜摩擦力方向向左時(shí)：

由于重物平衡，故：

T=G

則重物重力的取值范圍為