Question

【題目】在傾角θ=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25 m，接入電動(dòng)勢E=12 V、內(nèi)阻不計(jì)的電池.垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T的垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場中（如圖）.當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上.（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，框架與棒的電阻不計(jì)）

Answer 1

【答案】1.6 Ω≤R≤4.8 Ω

【解析】

由安培定則可知導(dǎo)體棒受到的安培力沿斜面向上，

當(dāng)安培力較小，摩擦力方向向上時(shí)：

其中：

由閉合電路歐姆定律得：

以上聯(lián)立：

代入數(shù)據(jù)解得：

當(dāng)安培力較大，摩擦力方向向下時(shí)：

其中：

由閉合電路歐姆定律得：

以上聯(lián)立：

代入數(shù)據(jù)解得：

故滑動(dòng)變阻器R的取值范圍應(yīng)為

1.6 Ω≤R≤4.8 Ω