Question

如图所示，有一金属棒ab，质量m=5g，电阻R=0.1Ω，可以无摩擦地在两条轨道上滑行，轨道间的距离d=10cm，电阻不计，轨道平面与水平面间的夹角θ=53°，整个装置置于磁感应强度B=0.4T，方向竖直向上的匀强磁场中，回路中电源的电动势E=2V，内阻r=0.1Ω．求变阻器R₀多大时，可使金属棒在轨道上保持静止（sin53°=0.8，cos53°=0.6）．

Answer 1

分析：金属棒与轨道间的摩擦力为零，此时金属棒受重力、支持力和向右的安培力，根据平衡条件求解安培力，然后根据安培力公式和闭合电路欧姆定律列式求解变阻器阻值；

解答：解：ab棒受力如图所示，由平衡条件得：
mgsinθ=BIdcosθ   
由闭合电路欧姆定律得：I=

E

R0+R+r

解两式得：R₀=1.67Ω．
答：变阻器R₀为1.67Ω时，可使金属棒在轨道上保持静止

点评：本题比较简单，结合安培力特点考查了物体的平衡，注意公式F=BIL的应用条件，以及公式中各个物理量的含义．