Question

有兩個(gè)相同的總電阻為9 Ω的均勻光滑圓環(huán)，固定于一個(gè)絕緣的水平臺(tái)面上，兩環(huán)分別在兩個(gè)互相平行的、相距為20 cm的豎直平面內(nèi)，兩環(huán)的連心線恰好與環(huán)面垂直，兩環(huán)面間有方向豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0. 87 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩環(huán)的最高點(diǎn)A和C間接有一內(nèi)阻為0.5 Ω的電源，連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)．今有一根質(zhì)量為10 g，電阻為1.5 Ω的棒置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)且可沿環(huán)滑動(dòng)，而棒恰好靜止于如圖所示的水平位置，它與圓弧的兩接觸點(diǎn)P、Q和圓弧最低點(diǎn)間所夾的弧對(duì)應(yīng)的圓心角均為θ=60°，取重力加速度為g= 10 m/s²，試求此電源電動(dòng)勢(shì)E的大小．

Answer 1

解：在圖中，從左向右看，棒PQ的受力如圖所示，棒所受的重力mg和安培力F_B的合力與環(huán)對(duì)棒的彈力F_N是一對(duì)平衡力，且

而F_B= IBL，所以
在下圖所示的電路中兩個(gè)圓環(huán)分別連入電路中的電阻為R，則
    
由閉合電路歐姆定律得E=I(r+2R+R_棒)=1×(0.5+2×2+1.5)V=6 V