Question

如圖所示，在傾θ=30°的絕緣斜面上，固定一L=0.25m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器，電源電動E=12V，內r=1Ω，一質m=20g的金屬ab與兩導軌垂直并接觸良好，整個裝置處于磁感應強B=0.8T，方向垂直于斜面向上的勻強磁場中．金屬導軌光滑，導軌與金屬棒的電阻不計，g=10m/s²，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：
（1）請畫出金屬棒受力分析圖并計算通過金屬棒的電流．
（2）滑動變阻器R接入電路中的阻值．

Answer 1

【答案】分析：（1）對金屬棒受力分析，根據受力平衡，結合力的平行四邊形定則，即可求解；
（2）根據歐姆定律，即可求解．
解答：解：
（1）對金屬棒進行受力分析如圖所示，可得：
F=mgsin30°=BIL
代入數據解得：I=0.5A
（2）設變阻器接入電路的阻值為R，根據閉合電路
歐姆定律可得：
E=I（R+r）
代入數據解得：R=23Ω
答：（1）金屬棒受力分析如右圖所示，則通過金屬棒的電流為0.5A．
（2）滑動變阻器R接入電路中的阻值為23Ω．
點評：考查安培力表達式、受力平衡條件、歐姆定律等規律，并要求掌握與理解．注意左手定則與右手定則區分，并畫出正確的受力圖也是本題關鍵之處．