Question

如圖8-1-27所示，PQ和MN為水平、平行放置的金屬導軌，相距L＝1 m.P、M間接有一個電動勢為E＝6 V、內阻r＝1 Ω的電源和一只滑動變阻器.導體棒ab跨放在導軌上，棒的質量為m＝0.2 kg，棒的中點用細繩經定滑輪與物體相連，物體的質量M＝0.3 kg.棒與導軌的動摩擦因數為μ＝0.5，勻強磁場的磁感應強度B＝2 T，方向豎直向下.求為使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值為多大？設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計.（g取10 m/s²）

圖8-1-27

Answer 1

解析:

棒受的最大靜摩擦力為

當變阻器R取值較小時，I較大，安培力F較大，會使金屬棒產生沿水平面向左滑的趨勢.摩擦力向右為最大時，滑動變阻器連入電路的阻值最小.

金屬棒剛好左滑時，由平衡條件

且F=Mg

.

當變阻器R取值較大時，I較小，安培力F較小，摩擦力向左為最大時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，金屬棒剛好向右滑時，由平衡條件得

即滑動變阻器連入電路的阻值在內都成立.