問題詳情:
如圖所示,水平導軌間距為L=0.5 m,導軌電阻忽略不計;導體棒ab的質量m=1 kg,電阻R0=0.9 Ω,與導軌接觸良好;電源電動勢E=10 V,內阻r=0.1 Ω,電阻R=4 Ω;外加勻強磁場的磁感應強度B=5 T,方向垂直於ab,與導軌平面成夾角α=53°;ab與導軌間的動摩擦因數為μ=0.5(設最大靜摩擦力等於滑動摩擦力),定滑輪摩擦不計,線對ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10 m/s2,ab處於靜止狀態。已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:
(1)通過ab的電流大小和方向;
(2)ab受到的安培力大小;
(3)重物重力G的取值範圍。
【回答】
(1)2 A,方向為a到b(2)5 N(3)0.5 N≤G≤7.5 N
【詳解】
(1)通過ab的電流
方向為a到b。
(2)ab受到的安培力大小
F=BIL=5 N
(3)導體棒ab受力如圖所示。有
fm=μ(mg-Fcos 53°)=3.5 N
當最大靜摩擦力方向向右時
FT=Fsin 53°-fm=0.5 N
當最大靜摩擦力方向向左時
FT=Fsin 53°+fm=7.5 N
所以
0.5 N≤G≤7.5 N。
知識點:磁場對通電導線的作用力
題型:解答題