如图所示水平导轨间距为导轨电阻忽略不计导体棒与导轨接触良好且质量电阻电源电动势内阻定值电阻外加匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上与导轨间动摩擦因数设最大静摩擦力等于滑动摩擦力用一水平向右的拉力通过绝缘线拉使得始终处于静止状态重力加速度求通过导体棒的电流大小导体棒受到的安培力大小水平拉力的取值范围

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159735. （2021•西安中学•高三上四月）如图所示，水平导轨间距为L＝1m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab与导轨接触良好且质量m＝1kg、电阻R₁＝0.8Ω；电源电动势E＝10V，内阻r＝0.2Ω，定值电阻R₂＝4Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝8T，方向竖直向上；ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，用一水平向右的拉力F通过绝缘线拉ab，使得ab始终处于静止状态，重力加速度g＝10m/s²，求：
（1）通过导体棒ab的电流大小；
（2）导体棒ab受到的安培力大小；
（3）水平拉力F的取值范围．

共享时间:2021-02-20 难度:1

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[考点]

线性元件及其伏安特性曲线，

[答案]

（1）通过导体棒ab的电流大小为2A；

（2）导体棒ab受到的安培力大小为16N；

（3）水平拉力F的取值范围为11N≤F≤21N。

[解析]

解：（1）由闭合电路欧姆定律可得：

代入数据解得：I＝2A
（2）导体棒所受的安培力为：F_安＝BIL
代入数据解得F_安＝16N
（3）当摩擦力向右达到最大时，拉力F最小，有F_min+f_max＝F_安
f_max＝μN
N＝mg
解得：F_min＝11N
当摩擦力向左达到最大时，拉力F最大，有F_max＝f_max+F_安
解得F_max＝21N
故水平拉力F的取值范围为11N≤F≤21N。
答：（1）通过导体棒ab的电流大小为2A；
（2）导体棒ab受到的安培力大小为16N；
（3）水平拉力F的取值范围为11N≤F≤21N。

[点评]

本题考查了"线性元件及其伏安特性曲线，"，属于"常考题"，熟悉题型是解题的关键。

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