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...
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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。
【回答】
(1)2 A,方向为a到b(2)5 N(3)0.5 N≤G≤7.5 N
【详解】
(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。
知识点:磁场对通电导线的作用力
题型:解答题
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