Question

【題目】如圖所示，水平導軌間距為L=1.0m，導軌電阻忽略不計，導體棒ab的質量m=0.75kg，電阻R0=1.0Ω，與導軌接觸良好，電源電動勢E=9.0V，內阻r=0.50Ω，電阻R=4.0Ω，外加勻強磁場的磁感應強度B=1.5T，方向垂直于導體棒ab，且與導軌平面成角，導體棒ab與導軌間動摩擦因數為=0.20（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），定滑輪摩擦不計，細線對ab的拉力為水平方向，g取，導體棒ab處于靜止狀態。求 ：

(1)ab受到的安培力大小和方向；

(2)重物的重力G的取值范圍。

Answer 1

【答案】(1)棒受安培力方向左上與豎直夾角為，；(2)

【解析】

解：(1)根據左手定則可得棒受安培力方向左上與豎直夾角為

由閉合電路的歐姆定律可得通過ab的電流：

ab受到的安培力：

(2)ab受力如圖所示，最大靜摩擦力：

由平衡條件得當最大靜摩擦力方向向右時有：

當最大靜摩擦力方向向左時有：

由于重物平衡，故：

則重物重力的取值范圍為：