Question

【題目】在傾角θ=30°的斜面上固定一金屬框，金屬框寬L=0．25m，接入電動勢E=12V、內阻不計的電源．垂直于框架放有一根質量m=0．2kg的金屬棒ab，它與框架間的動摩擦因數為，整個裝置放在垂直于框面向上的勻強磁場中，如圖所示，磁感應強度B=0．8T．當調節滑動變阻器R的阻值在什么范圍內時，可使金屬棒靜止在框架上？（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，金屬框架與金屬棒的電阻不計，g=10m/s2）

Answer 1

【答案】1．6Ω≤R≤4．8Ω

【解析】試題分析：金屬棒靜止在框架上時，摩擦力f的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮．

當變阻器R取值較大時，I較小，安培力F較小，在金屬棒重力分力作用下使棒有沿框架下滑趨勢，框架對棒的摩擦力沿框面向上（如右圖）．金屬棒恰好不下滑時（R阻值最大），由平衡條件得

得

當變阻器R取值較小時，I較大，安培力F較大，會使金屬棒產生沿框面上滑的趨勢．因此，框架對棒的靜摩擦力沿框面向下（如圖）．金屬棒恰好不上滑時（R阻值最�。┯善胶鈼l件得

得

所以滑動變阻器R的取值范圍應為．