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=l kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好；电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，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）2A，方向由a到b；（2）5N（3）0.5N≤G≤7.5N
【解析】
（1）由闭合电路的欧姆定律可得，通过ab的电流
，方向：由a到b；
（2）ab受到的安培力：
；
（3）ab受力如图所示：
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：
则重物重力的取值范围为：
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