Question

【題目】如圖所示，在磁感應強度B=1．0T、方向豎直向下的勻強磁場中，有一個與水平面成θ=37°角的導電滑軌，滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab，已知接在滑軌中的電源電動勢E=12V，內阻不計，ab桿長L=0．5m，質量m=0．2kg，桿與滑軌間的動摩擦因數μ=0．1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計，g取10m/s2，sin37°=0．6求：接在滑軌上的滑動變阻器R的阻值在什么范圍內變化時，可使ab桿在滑軌上保持靜止？（結果保留一位有效數字）

Answer 1

【答案】3Ω～5Ω范圍內

【解析】試題分析：對導體棒受力分析，回路中的電流為：

導體棒受到的安培力為：F=BIL

討論：

1、當摩擦力沿斜面向上，電流強度最小，電阻最大，由共點力平衡得：

mgsin37°-f-Fcos37°=0

mgcos37°+Fsin37°-FN=0

f=μFN

聯立解得：Rmax=5Ω

2、當摩擦力沿斜面向下，電流強度最大，電阻最小由共點力平衡得：

mgsin37°+f-Fcos37°=0

mgcos37°+Fsin37°-FN=0

f=μFN

聯立解得：Rmin=3Ω

故可變電阻在3Ω～5Ω范圍內