Question

【题目】如图所示，在倾角为θ=30°的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R．电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，一质量m=20 克的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R1=1Ω（导轨电阻不计）．金属导轨是光滑的，要保持金属棒在导轨上静止，取g=10m/s2，求：

（1）金属棒所受到的安培力的大小；

（2）如果通电100秒，金属棒产生的焦耳热是多少？

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．

Answer 1

【答案】（1）金属棒所受到的安培力为 0.1N；

（2）通过金属棒的电流为0.5A；

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值为22Ω．

【解析】（1）金属棒静止在金属导轨上受力平衡，F安=mgsin 30°

代入数据得F安=0.1 N；

（2）由F安=BIL 得

Q=I2R1 t=25J；

（3）设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得：

E=I（R+R1+r）

解得R= ﹣r﹣R1=22Ω