Question

如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1m.PM间接有一个电动势为E＝6V，内阻r＝1Ω的电源和一只滑动变阻器．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，求为使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值为多大？设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计．(g取10m/s²)

 

Answer 1

【答案】

2Ω≤R≤5Ω

【解析】　导体棒受到的最大静摩擦力为

F_f＝μF_N＝μmg＝0.5×0.2×10N＝1N

绳对导体棒的拉力F_拉＝Mg＝0.3×10N＝3N

导体棒将要向左滑动时

BI_maxL＝F_f＋F_拉，I_max＝2A

由闭合电路欧姆定律I_max＝＝

得R_max＝2Ω

导体棒将要向右滑动时F_f＋BI_minL＝F_拉，I_min＝1A

由闭合电路欧姆定律I_min＝＝

得R_max＝5Ω

滑动变阻器连入电路的阻值为2Ω≤R≤5Ω.