Question

【题目】如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计，导体棒ab的质量，电阻，与导轨接触良好，电源电动势，内阻，电阻，外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于ab，与导轨平面成角，ab与导轨间动摩擦因数为（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，g取，ab处于静止状态。求：

（1）ab受到的安培力大小和方向；

（2）重物的重力G的取值范围。

Answer 1

【答案】（1）2N，方向与水平方向成30°角斜向左上方 （2）1.8N≤G≤4.2N

【解析】

(1)由闭合电路的欧姆定律可以求出通过ab的电流，根据电路图可以判断出电流方向．由安培力公式可以求出安培力大小．

(2)由平衡条件求出重力的取值范围.

(1)由闭合电路的欧姆定律：

故导体棒受安培力

由左手定则得受到的安培力方向与水平方向成角斜向左上方 .

(2)若当重物的重力为时，导体棒即将向右运动，则导体棒受到的摩檫力水平向左，

由受力平衡可得:

解得:

若当重物的重力为时，导体棒即将向左运动，则导体棒受到的摩檫力水平向右，

由受力平衡可得

解得:

所以重物的重力G的取值范围是：