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变阻器.电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω一质量m=20g的金属棒

发布时间:2020-08-07 13:13:00

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变阻器.电源电动势E=12V,内阻r=1.0Ω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).金属导轨是光滑的,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;
(2)通过金属棒的电流;
(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.

网友回答

解:(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
??????? 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?
答:(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23Ω.
解析分析:(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.

点评:本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题,关键在于安培力的分析和计算,比较容易.在匀强磁场中,当通电导体与磁场垂直时,安培力大小F=BIL,方向由左手定则判断.
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