Question

【題目】如圖所示，在傾角為θ=30°的斜面上，固定一寬L=0.25 m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器R．電源電動勢E=12 V，內阻r=1 Ω，一質量m=20 g的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好．整個裝置處于磁感應強度B=0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中，金屬棒的電阻R1=1 Ω（導軌電阻不計）．金屬導軌是光滑的，要保持金屬棒在導軌上靜止，取g=10 m/s2，求：

（1）金屬棒所受到的安培力的大小；

（2）通過金屬棒的電流的大小；

（3）滑動變阻器R接入電路中的阻值．

Answer 1

【答案】（1）0.1 N；（2）0.5 A；（3）22 Ω

【解析】（1）金屬棒靜止在金屬導軌上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡，F安=mgsin 30°

代入數據得F安=0.1 N

（2）由F安=BIL得=0.5 A

（3）設滑動變阻器接入電路的阻值為R，根據閉合電路歐姆定律得：E=I（R+R1+r）

解得R=-r-R1=22 Ω