题目内容

13.如图所示,在倾角θ=30°的绝缘斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度B=0.80T,垂直于斜面向上的匀强磁场中.金属导轨光滑,导轨与金属棒的电阻不计,取g=10m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:
(1)金属棒所受到的安培力.
(2)通过金属棒的电流.
(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.

分析 (1)金属棒受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态.根据平衡条件,列方程求出安培力.
(2)金属棒与磁场方向垂直,根据安培力公式F=BIL,求出电流.
(3)根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路中的阻值.

解答 解:(1)作出金属棒的受力图,如图.
则有F=mgsin30°
解得:F=0.1N
(2)根据安培力公式F=BIL得
得I=$\frac{F}{BL}$=$\frac{0.1}{0.8×0.25}$=0.5A
(3)设变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路欧姆E=I(R+r)
解得R=$\frac{E}{I}$-r=$\frac{12}{0.5}$-1=23Ω
答:(1)金属棒所受到的安培力为 0.1N;
(2)通过金属棒的电流为0.5A;
(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值为23Ω.

点评 本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题,关键在于安培力的分析和计算,比较容易.在匀强磁场中,当通电导体与磁场垂直时,安培力大小F=BIL,方向由左手定则判断.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网