Question

如圖11-2-17所示，在磁感應強度B=1.0 T、方向豎直向下的勻強磁場中，有一與水平面成37°角的導電滑軌，滑軌上放一個可以自由運動的金屬桿ab,已知接在滑軌中的電源電動勢E=12 V，內阻不計；ab桿長L=0.5 m，質量m=0.2 kg,桿與平行滑軌間的動摩擦因數μ=0.1;不計滑軌與ab桿的電阻，取g=10 m/s²,sin37°=0.6.求接在滑軌上的變阻器R的阻值在什么范圍變化時，可以使ab桿在滑軌上保持靜止.

圖11-2-17

Answer 1

3 Ω≤R≤5 Ω

解析:

（1）桿ab剛好不下滑時，根據平衡條件得

N₁=mgcosθ+F₁sinθ

mgsinθ=μN₁+F₁cosθ

又F₁=BI₁L,I₁=

聯立解得R₁=5 Ω.

（2）桿ab剛好不上滑時，根據平衡條件得：

N₂=mgcosθ+F₂sinθ

mgsinθ+μN₂=F₂cosθ

又F₂=BI₂L,I₂=

聯立得R₂=3 Ω

故要使ab桿靜止，應滿足3 Ω≤R≤5 Ω.