题目内容
【题目】如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m．PM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器．导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg．棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是( )
A. 2Ω B. 4Ω
C. 5Ω D. 6Ω
【答案】D
【解析】
试题ab中的电流方向从a到b，所以根据左手定则可得导体棒受到的安培力方向水平向左，导体棒还受到绳子水平向右的拉力，和方向未知摩擦力，如果导体受到向左的最大静摩擦力时，此时电流最小，设此时的电流大小为
，根据共点力平衡条件可得：
，解得
，电流最小，此时滑动变阻器连入电路的电阻最大，根据欧姆定律可得
，如果导体受到向右的最大静摩擦力时，此时电流最大，设此时的电流大小为
，根据共点力平衡条件可得：
，解得
，此时滑动变阻器连入电路电阻最小，根据欧姆定律可得：
，故要使导体棒静止，连入电路的电阻大小范围为
，故D不可能。
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