题目内容
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是（ ）分析：分析导体棒的受力情况，当棒刚要向右滑动时，轨道对棒的静摩擦力向左达到最大，此时导体棒所受的安培力最小，电路中电流最小，根据平衡条件和安培力公式求出电路中电流的最大值，由欧姆定律得到滑动变阻器连入电路电阻的最大值；
当棒刚要向左滑动时，轨道对棒的静摩擦力向右达到最大，此时导体棒所受的安培力最大，电路中电流最大，根据平衡条件和安培力公式求出电路中电流的最大值，由欧姆定律得到滑动变阻器连入电路电阻的最小值；即可得到变阻器接入电路的电阻范围，再选择．
当棒刚要向左滑动时，轨道对棒的静摩擦力向右达到最大，此时导体棒所受的安培力最大，电路中电流最大，根据平衡条件和安培力公式求出电路中电流的最大值，由欧姆定律得到滑动变阻器连入电路电阻的最小值；即可得到变阻器接入电路的电阻范围，再选择．
解答：解：导体棒水平方向受到向右的绳的拉力、向左的安培力和静摩擦力．
当棒刚要向右滑动时，轨道对棒的静摩擦力向左达到最大，此时电路中电流最小，设为I1，由平衡条件得：
BI1L+μmg=Mg，
得：I1=
=
A=1A
此时变阻器接入电路的电阻最大，设为R1，由欧姆定律得：
R1=
-r=
Ω-1Ω=5Ω
当棒刚要向左滑动时，轨道对棒的静摩擦力向右达到最大，此时电路中电流最大，设为I2，由平衡条件得：
BI2L=μmg+Mg
得：I2=
=
A=2A
此时变阻器接入电路的电阻最小，设为R2，由欧姆定律得：
R2=
-r=（
-1）Ω=2Ω
所以为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值范围为2Ω≤R≤5Ω，不可能是6Ω．
该题选不可能的，故选：D
当棒刚要向右滑动时，轨道对棒的静摩擦力向左达到最大，此时电路中电流最小，设为I1，由平衡条件得：
BI1L+μmg=Mg，
得：I1=
| Mg-μmg |
| BL |
| 0.3×10-0.5×0.2×10 |
| 2×1 |
此时变阻器接入电路的电阻最大，设为R1，由欧姆定律得：
R1=
| E |
| I1 |
| 6 |
| 1 |
当棒刚要向左滑动时，轨道对棒的静摩擦力向右达到最大，此时电路中电流最大，设为I2，由平衡条件得：
BI2L=μmg+Mg
得：I2=
| Mg+μmg |
| BL |
| 0.3×10+0.5×0.2×10 |
| 2×1 |
此时变阻器接入电路的电阻最小，设为R2，由欧姆定律得：
R2=
| E |
| I2 |
| 6 |
| 2 |
所以为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值范围为2Ω≤R≤5Ω，不可能是6Ω．
该题选不可能的，故选：D
点评：本题是力平衡问题中极值问题，解题关键要根据平衡条件和欧姆定律求出变阻器接入电路的阻值范围．
练习册系列答案
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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（ ）
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（2013?浙江模拟）近年来，越来越高的摩天大厦在世界各地落成．日本东京的千年塔设计170层、840米高，而由西班牙著名建筑设计大师哈韦尔皮奥斯设计的上海“超群大厦”甚至将高达1249.9米．然而，至今普遍使用的钢索吊挂式电梯已经不再适台这样的高度，因为需要的钢索太长、太重会因承受不了自身的重量而断裂．为此德国亚琛工业大学的科研人员设计出了一种磁动力电梯，其原理是利用移动的磁场来带动电梯向上或向下运动．工作原理可简化如下：如图所示，PQ和MN是两根平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的等大反向匀强磁场B1和B2，B1=B2=1T，两磁场可向上作匀速运动．电梯轿厢固定在金属框abcd内（轿厢未画出）．现己知电梯载人时的总质量为m=1.0×104kg，运动时所受阻力f=1000N，金属框垂直轨道的边长Lcd=2m，两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同，金属框的总电阻为R=1.0×10-3Ω，某时段磁场以v0=10m/s的速度向上匀速运动，g=10m/s2求：