Question

【题目】图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求：

（1）杆ab达到稳定状态时的速率v ；（2）滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。

Answer 1

【答案】（1）v=4.5m/s（2）＝6.0Ω

【解析】

（1）导体棒稳定时，重力和安培力相等，所以：

mgv=P

代入数据得：v=4.5m/s

（2）导体切割磁感线：

E＝BLv

设电阻R与R的并联电阻为，ab棒的电阻为r=1Ω，有

P=IE

代入数据得：＝6.0Ω