Question

【題目】圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l為0.40m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當桿ab達到穩定狀態時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求：

（1）桿ab達到穩定狀態時的速率v ；（2）滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。

Answer 1

【答案】（1）v=4.5m/s（2）＝6.0Ω

【解析】

（1）導體棒穩定時，重力和安培力相等，所以：

mgv=P

代入數據得：v=4.5m/s

（2）導體切割磁感線：

E＝BLv

設電阻R與R的并聯電阻為，ab棒的電阻為r=1Ω，有

P=IE

代入數據得：＝6.0Ω