Question

如图10-1-7所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5 m，左端连接电源（电动势E=6 V、内阻r=0.9 Ω）和可变电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1 Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=20 g的重物，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.改变可变电阻的阻值，在1 Ω≤R≤5 Ω的取值范围内都能使MN处于静止.求匀强磁场的磁感应强度.（g=10 m/s²）

图10-1-7

Answer 1

解析：可变电阻在一定的取值范围内都使MN处于静止，说明导体棒MN与导轨间存在摩擦力，由左手定则判断导体棒所受到的磁场力水平向左.当R=1 Ω时，由闭合电路欧姆定律可知电流最大且I₁=3 A，所受最大静摩擦力F_m方向向右，三力平衡关系是BI₁L=F_m+mg，当R=5 Ω时，电流最小I₂=1 A，所受最大静摩擦力F_m方向向左，三力平衡关系是BI₂L+F_m=mg，可得BL（I₁+I₂）=2 mg，变形可得磁感应强度为B==T=0.2 T.

答案：0.2 T