Question

【题目】如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为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＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝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；

（3）重物重力G的取值范围。

Answer 1

【答案】（1）2 A，方向为a到b（2）5 N（3）0.5 N≤G≤7.5 N

【解析】

（1）通过ab的电流

方向为a到b。

（2）ab受到的安培力大小

F＝BIL＝5 N

（3）导体棒ab受力如图所示。有

fm＝μ(mg－Fcos 53°)＝3.5 N

当最大静摩擦力方向向右时

FT＝Fsin 53°－fm＝0.5 N

当最大静摩擦力方向向左时

FT＝Fsin 53°＋fm＝7.5 N

所以

0.5 N≤G≤7.5 N。