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学习
(22-23高二下·浙江·阶段练习)如图,倾斜平行导轨MN、PQ与水平面的夹角都为θ=37°,N、Q之间接有E=6V,r=1Ω的电源,在导轨上放置金属棒ab,质量为m=200g,长度刚好为两导轨的间距L=0.5m,电阻为R=5Ω,与两导轨间的动摩擦因数都为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),ab棒与导轨垂直且接触良好。外加匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向为垂直导轨平面向上。在ab棒的中点用一平行轨道MN的细线通过定滑轮挂一质量为m0的物块。不计导轨和连接导线的电阻,不计滑轮的摩擦,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。要使ab棒始终保持静止,求所挂物块m0的取值范围?
【答案】
【知识点】斜面上物体受力平衡的问题、斜轨道上的导体棒受力分析
【详解】根据题意回路中电流为
根据左手定则ab棒所受安培力方向平行导轨向下,大小为
当ab棒受到的静摩擦力最大且方向沿轨道向下时有
解得
当ab棒受到的静摩擦力最大且方向沿轨道向上时有
解得
可得所挂物块m0的取值范围为