Question

【題目】如圖所示，在傾角為θ=30°的斜面上，固定一寬L=0.25m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器R．電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=1Ω，一質(zhì)量m=20 克的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒的電阻R1=1Ω（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．金屬導(dǎo)軌是光滑的，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，取g=10m/s2，求：

（1）金屬棒所受到的安培力的大�。�

（2）如果通電100秒，金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

（3）滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值．

Answer 1

【答案】（1）金屬棒所受到的安培力為 0.1N；

（2）通過(guò)金屬棒的電流為0.5A；

（3）滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值為22Ω．

【解析】（1）金屬棒靜止在金屬導(dǎo)軌上受力平衡，F(xiàn)安=mgsin 30°

代入數(shù)據(jù)得F安=0.1 N；

（2）由F安=BIL 得

Q=I2R1 t=25J；

（3）設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：

E=I（R+R1+r）

解得R= ﹣r﹣R1=22Ω