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(shì)E=15V，內(nèi)阻r=0.1Ω，電阻R=4Ω；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α=53°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(duì)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sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）通過(guò)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）3A；由a到b （2）6N；與水平成37°角斜向左上方（3）

【解析】

通過(guò)閉合電路的歐姆定律可算出電流，進(jìn)而算出安培力，由左手定則可判斷安培力方向，通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡分析，分析出摩擦力的方向，即可解決問(wèn)題。

（1）由閉合電路的歐姆定律可得，通過(guò)AB的電流為：

方向由a到b。

（2）AB受到的安培力為：

方向?yàn)榕c水平成37°角斜向左上方。

（3）AB受力如下圖所示，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：