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【题目】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=l kg,电阻R0=0.9Ω,与导轨接触良好;电源电动势E=10V,内阻r=0.1Ω,电阻R=4Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B=5T,方向垂直于ab,与导轨平面成α=53°角;ab与导轨间动摩擦因数为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=10m/s2,ab处于静止状态.已知sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:

(1)通过ab的电流大小和方向.

(2)ab受到的安培力大小和方向.

(3)重物重力G的取值范围.

【答案】(1)通过ab的电流大小为2A,方向由a向b.

(2)ab受到的安培力大小为5N.

(3)重物重力G的取值范围为0.5N≤G≤7.5N

【解析】

试题分析:(1)由闭合电路的欧姆定律可以求出通过ab的电流,根据电路图可以判断出电流方向.

(2)由安培力公式可以求出安培力大小.

(3)由平衡条件求出重力的取值范围

解:(1)由闭合电路的欧姆定律可得,

通过ab的电流I===2A,方向:由a到b;

(2)ab受到的安培力:F=BIL=5×2×0.5=5N;

(3)ab受力如图所示,最大静摩擦力:

fmax=μ(mg﹣Fcos53°)=3.5N

由平衡条件得:

当最大静摩擦力方向向右时:

T=Fsin53°﹣fmax=0.5N,

当最大静摩擦力方向向左时:

T=Fsin53°+fmax=7.5N

由于重物平衡,故:T=G

则重物重力的取值范围为:0.5N≤G≤7.5N;

答:(1)通过ab的电流大小为2A,方向由a向b.

(2)ab受到的安培力大小为5N.

(3)重物重力G的取值范围为0.5N≤G≤7.5N

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C.质点c在这段时间内通过的路程一定等于30cm

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A. B.

C. D.

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