Question

【題目】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為10g，電阻R=8Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向下，大小為0.8T，電源電動勢為10V，內(nèi)阻為1Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合時，MN處于平衡狀態(tài)．示變阻器R1多大？（已知θ=45°）

Answer 1

【答案】解：金屬棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，力圖如圖．根據(jù)平衡條件得：

F=mgtanθ=0.1N…①

安培力為：F=BIL…②

聯(lián)立①②代入數(shù)據(jù)解得：I= =

根據(jù)歐姆定律得：I=

代入數(shù)據(jù)解得：R1=7Ω

答：變阻器R1此時電阻為7Ω．

【解析】金屬棒靜止在斜面上，分析受力，作出力圖，根據(jù)平衡條件求出安培力；再利用安培力公式求出電路中電流，最后由歐姆定律求解電阻．
【考點(diǎn)精析】利用安培力和感應(yīng)電流的方向?qū)︻}目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知安培力做功與路徑有關(guān)，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負(fù)，也可以為零，而不像重力和電場力那樣做功總為零；通電導(dǎo)體在磁場中受力方向：跟電流方向和磁感線方向有關(guān)．（左手定則）．