(2011年廈門模擬)如圖8-1-16所示,平行金屬導軌與水平面的夾角α=37°,處于B=1 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場中.質(zhì)量m=10 g、有效長度L=10 cm的金屬桿,與導軌的動摩擦因數(shù)μ=0.5,電源電動勢E=2 V.試分析:當變阻器阻值R為何值時,金屬桿可以靜止在斜面上?(其余電阻不計)

圖8-1-16
2 Ω≤R≤10 Ω
如圖所示,

金屬桿受到的安培力(F)沿斜面向上;當F>mgsin α,金屬桿有向上滑動趨勢時,摩擦力(f)沿斜軌向下;當F<mgsin α,金屬桿有向下滑動趨勢時,摩擦力沿斜軌向上.
當處于滑動的臨界狀態(tài),即靜摩擦力達到最大值時,根據(jù)平衡條件和歐姆定律
I=,有BL-mgsin α-μmgcos α=0
BL-mgsin α+μmgcos α=0
則電阻的最小值和最大值為:
Rmin=2 Ω
Rmax=10 Ω.
所以,R的取值范圍為2 Ω≤R≤10 Ω.
答案:2 Ω≤R≤10 Ω
練習冊系列答案
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