Question

【題目】如圖所示，在磁感應強度B＝1.0T，方向豎直向下的勻強磁場中，有一個與水平面成θ＝37°角的導電滑軌，滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab．已知接在滑軌中的電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻不計．ab桿長L＝0.5m，質(zhì)量m＝0.2kg，桿與滑軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計．求：要使ab桿在滑軌上保持靜止，滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】3Ω≤R≤5Ω

【解析】

ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩種情況下的受力分析，當ab桿恰好不下滑時，如圖甲所示:

由平衡條件得,沿斜面方向

垂直斜面方向

而

解得

R1＝5Ω

當ab桿恰好不上滑時，如圖乙所示:

由平衡條件得,沿斜面方向

垂直斜面方向

而

解得:

R2＝3 Ω．

所以，要使ab桿保持靜止，R的取值范圍是3 Ω≤R≤5Ω．