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(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)E=12V，內(nèi)r=1Ω，一質(zhì)m=20g的金屬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)B=0.8T，方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬導(dǎo)軌光滑，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，g=10m/s²，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：
（1）請(qǐng)畫出金屬棒受力分析圖并計(jì)算通過金屬棒的電流．
（2）滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值．

Answer 1

分析：（1）對(duì)金屬棒受力分析，根據(jù)受力平衡，結(jié)合力的平行四邊形定則，即可求解；
（2）根據(jù)歐姆定律，即可求解．

解答：解：
（1）對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析如圖所示，可得：
F=mgsin30°=BIL
代入數(shù)據(jù)解得：I=0.5A
（2）設(shè)變阻器接入電路的阻值為R，根據(jù)閉合電路
歐姆定律可得：
E=I（R+r）
代入數(shù)據(jù)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(dòng)變阻器R接入電路中的阻值為23Ω．

點(diǎn)評(píng)：考查安培力表達(dá)式、受力平衡條件、歐姆定律等規(guī)律，并要求掌握與理解．注意左手定則與右手定則區(qū)分，并畫出正確的受力圖也是本題關(guān)鍵之處．