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6.如图所示,在磁感应强度B=1.0T,方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成θ=37°的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab,ab杆水平放置.已知接在滑轨中的电源电动势E=12V,内阻不计.导轨间距L=0.5m,质量m=0.2kg,杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1,滑轨与ab杆的电阻忽略不计.求:要使ab杆在滑轨上保持静止,滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化?(g取10m/s2,sin37°=0.6)

分析 先利用闭合电路的欧姆定律求出回路中的电流,对导体棒受力分析,当导体棒刚好静止时摩擦力向上时,电流最小,电阻最大;当导体棒刚好静止时摩擦力向下时,电流强度最大,电阻最小,从而即可求解.

解答 解:分析画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析,如图所示.
当ab杆恰好不下滑时,如图甲所示.
由平衡条件得沿斜面方向:
mgsinθ=μFN1+F安1cosθ,①
垂直斜面方向:
FN1=mgcosθ+F安1sinθ,②
而F安1=$\frac{BEL}{{R}_{1}}$        ③
由①②③式,得R1=5Ω
当ab杆恰好不上滑时,如图乙所示.由平衡条件得
沿斜面方向:
mgsinθ+μFN2=F安2cosθ,④
垂直斜面方向:
${F}_{{N}_{2}}$=mgcosθ+F安2sinθ
而F安2=$\frac{BEL}{{R}_{2}}$
由④⑤⑥式,解得:R2=3Ω
所以,要使ab杆保持静止,R的取值范围是3Ω≤R≤5Ω
答:滑动变阻器R的阻值在3Ω≤R≤5Ω范围内变化.

点评 解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律,安培力的大小公式,以及会利用共点力平衡去求未知力.

练习册系列答案
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16.在《探究加速度与力、质量的关系》实验中.
(1)某组同学用如图1所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系.下列措施中不需要和不正确的是:BCE

A.首先要平衡摩擦力,使小车受到合力就是细绳对小车的拉力.
B.平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝码,使小车能匀速滑动.
C.每次改变拉小车拉力后都需要重新平衡摩擦力
D.实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
E.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
(2)某组同学实验得出数据,画出a-F图象如图2所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是B
A.实验中摩擦力没有平衡       B.实验中摩擦力平衡过度
C.在塑料小桶中添加砝码过多      D.实验中小车质量发生变化.

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17.质量为m的跳水运动员,从离地面高H的跳台上以速度v1斜向上跳起,跳起最大高度离跳台为h,最后以速度v2进入水中,空气阻力不能忽略,则下列说法正确的是(  )
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B.从起跳到入水,重力对运动员做的功为mgH
C.运动员克服空气阻力做的功为mg(H+h)-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{2}^{2}$
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14.2012年6月16日18时37分,神舟九号飞船在酒泉卫星成功发射,并首次通过人工手动对接在轨运行的“天宫一号”目标飞行器.某同学看了电视后,画出了“天宫一号’,和“神舟九号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示,A代表“天宫一号”,B代表“神舟九号”,虚线为各自的轨道.由此假想图,可以判定(  )
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C.“天宫一号”的向心加速度小于“神舟九号”的向心加速度
D.“神舟九号”加速有可能与“天宫一号”实现对接

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1.气垫导轨(如图1所示)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力.为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为m的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为f.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动.图2为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为0.2mfs1、0.2mfs3,两滑块的总动量大小为0.2mf(s1-s3);碰撞后两滑块的总动量大小为0.4mfs2.重复上述实验,多做几次.若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证.

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11.用多用表的欧姆档测晶体二极管的极性时,红表笔接A端,黑表笔接B端,测得电阻很大,此时二极管处于反向偏压状态,B端为负极.

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4.如图a所示,用一水平力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图b所示,根据图b中所提供的信息可以计算出(  )
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