Question

【題目】如圖所示，水平導軌間距為，導軌電阻忽略不計，導體棒ab的質量，電阻，與導軌接觸良好，電源電動勢，內阻，電阻，外加勻強磁場的磁感應強度，方向垂直于ab，與導軌平面成角，ab與導軌間動摩擦因數為（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），定滑輪摩擦不計，線對ab的拉力為水平方向，g取，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）2N，方向與水平方向成30°角斜向左上方 （2）1.8N≤G≤4.2N

【解析】

(1)由閉合電路的歐姆定律可以求出通過ab的電流，根據電路圖可以判斷出電流方向．由安培力公式可以求出安培力大小．

(2)由平衡條件求出重力的取值范圍.

(1)由閉合電路的歐姆定律：

故導體棒受安培力

由左手定則得受到的安培力方向與水平方向成角斜向左上方 .

(2)若當重物的重力為時，導體棒即將向右運動，則導體棒受到的摩檫力水平向左，

由受力平衡可得:

解得:

若當重物的重力為時，導體棒即將向左運動，則導體棒受到的摩檫力水平向右，

由受力平衡可得

解得:

所以重物的重力G的取值范圍是：