Question

【题目】如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行光滑金属导轨，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＝20g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（导轨与金属棒的电阻不计）。取g＝10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：

（1）金属棒所受到的安培力的大小．

（2）通过金属棒的电流的大小．

（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值．

Answer 1

【答案】（1）0.1N（2）0.5A（3）23Ω

【解析】试题分析：(1) 金属棒受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态，根据平衡条件，列方程求出安培力；

(2) 金属棒与磁场方向垂直，根据安培力公式F=BIL，求出电流；

(3) 根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路中的阻值。

(1) 作出金属棒的受力图，如图：

则有F=mgsin30° F=0.1N；

(2) 根据安培力公式F=BIL得；

(3) 设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r），解得。