题目内容
【题目】如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m=1kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好；电源电动势E=15V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=4T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°角；ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：
（1）通过ab的电流大小和方向．
（2）ab受到的安培力大小和方向．
（3）重物重力G的取值范围．
【答案】（1）3A；由a到b （2）6N；与水平成37°角斜向左上方（3）
【解析】
通过闭合电路的欧姆定律可算出电流，进而算出安培力，由左手定则可判断安培力方向，通过动态平衡分析，分析出摩擦力的方向，即可解决问题。
（1）由闭合电路的欧姆定律可得，通过AB的电流为：
方向由a到b。
（2）AB受到的安培力为：
方向为与水平成37°角斜向左上方。
（3）AB受力如下图所示，最大静摩擦力：
由平衡条件得：当最大静摩擦力方向向右时：
当最大静摩擦力方向向左时：
由于重物平衡，故T=G，则重物重力的取值范围为：
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