Question

8．如图所示，有一金属棒ab，质量m为5g，电阻R为1Ω，可以无摩擦地在两条轨道上游动，轨道间距d=10cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角θ为30°，整个装置处于磁感应强度B为0.4T，方向竖直向上的匀强磁场中回路中电源电压U为2V，求变阻器的电阻R₁为多大时，金属棒恰好静止．

Answer 1

分析 金属棒与轨道间的摩擦力为零，此时金属棒受重力、支持力和向右的安培力，根据平衡条件求解安培力，然后根据安培力公式和闭合电路欧姆定律列式求解变阻器阻值；

解答 解：ab棒受力如图所示，由平衡条件得：
mgsinθ=BIdcosθ   
由闭合电路欧姆定律得：I=$\frac{E}{R+{R}_{1}}$
解两式得：R₁=0.7Ω．
答：变阻器R₁为0.7Ω时，可使金属棒在轨道上保持静止

点评 本题比较简单，结合安培力特点考查了物体的平衡，注意公式F=BIL的应用条件，以及公式中各个物理量的含义．