如圖所示，兩平行光滑導軌相距20cm，導軌電阻不計，金屬棒MN的質(zhì)量為10g，電阻R=10Ω，勻強磁場磁感應強度B的方向豎直向下，大小為5T，導軌平面與水平面的夾角θ=45°，當 MN沿導軌以10m/s速度勻速下滑時，求變阻器R0的阻值（導軌足夠長，g取10m/s2）．
分析：當棒沿導軌下滑過程中，切割磁感線，從而產(chǎn)生電動勢，出現(xiàn)感應電流，導致棒受到安培力作用，當勻速下滑時，則可求出感應電動勢，再根據(jù)平衡可得出電流，從而由閉合電路的毆姆定律算出電阻．
解答：解：對金屬棒受力分析，重力、支持力與安培力．處于平衡狀態(tài)；
由E=BLVcosθ，
再由毆姆定律可得：I=
E
R+R0
；
根據(jù)平衡條件可得：mgsinθ=BILcosθ；
由以上式子可得：R0=80Ω，
答：使MN沿導軌以10m/s速度勻速下滑時，則變阻器R0的阻值為80Ω．
點評：應用平行四邊形定則來處理三力平衡，由法拉第電磁感應定律來計算感應電動勢，左手定則來確定安培力的方向．毆姆定律來構(gòu)建E、I及R關(guān)系．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩平行光滑導軌相距為L=20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m=10g，電阻R=8Ω，勻強磁場的磁感應強度B=0.8T，方向豎直向下，電源電動勢E=10V，內(nèi)阻r=1Ω，當開關(guān)S閉合時，MN恰好平衡．
求變阻器R1的取值為多少？設(shè)θ=45°，g取10m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?普陀區(qū)一模）如圖所示，兩平行光滑的金屬導軌MN、PQ固定在水平面上，相距為L，處于豎直向下的磁場中，整個磁場由n個寬度皆為x0的條形勻強磁場區(qū)域1、2…n組成，從左向右依次排列，磁感應強度的大小分別為B、2B、3B…nB，兩導軌左端MP間接入電阻R，一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導軌上，與導軌電接觸良好，不計導軌和金屬棒的電阻．

（1）對金屬棒ab施加水平向右的力，使其從圖示位置開始運動并穿過n個磁場區(qū)，求棒穿越磁場區(qū)1的過程中通過電阻R的電量q．
（2）對金屬棒ab施加水平向右的拉力，讓它從圖示位置由靜止開始做勻加速運動，當棒進入磁場區(qū)1時開始做勻速運動，速度的大小為v．此后在不同的磁場區(qū)施加不同的拉力，使棒保持做勻速運動穿過整個磁場區(qū)．取棒在磁場1區(qū)左邊界為x=0，作出棒ab所受拉力F隨位移x變化的圖象．
（3）求第（2）中棒通過第i（1≤i≤n）磁場區(qū)時的水平拉力Fi和棒在穿過整個磁場區(qū)過程中回路產(chǎn)生的電熱Q．
（用x0、B、L、m、R、n表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩平行光滑金屬導軌MN、PQ被固定在同一水平面內(nèi)，間距為L，電阻不計．導軌的M、P兩端用導線連接一定值電阻，阻值為R，在PM的右側(cè)0到2x0區(qū)域里有方向豎直向下的磁場，其磁感應強度B隨坐標x的變化規(guī)律為B=kx（k為正常數(shù)）．一直導體棒ab長度為L，電阻為R，其兩端放在導軌上且靜止在x=x0處，現(xiàn)對導體棒持續(xù)施加一作用力F（圖中未畫出）使導體棒從靜止開始做沿x正方向加速度為a的勻加速運動，求：（用L、k、R、x0、a表示）：
（1）導體棒在磁場中運動到2x0時導體棒上所消耗的電功率
（2）導體棒離開磁場瞬間導體棒的加速度a'的大小
（3）導體棒從x0運動到2x0過程中通過電阻R的電量．

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