有一金屬棒ab,質(zhì)量為m,電阻不計(jì),可在兩條軌道上滑動(dòng),如圖所示,軌道間距為L(zhǎng),其平面與水平面的夾角為θ,置于垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,金屬棒與軌道的最大靜摩擦力為其所受重力的k倍,回路中電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),問:
滑動(dòng)變阻器R調(diào)節(jié)在什么阻值范圍內(nèi),金屬棒能靜止在軌道上?
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/83025aafa40f4bfb7463cbd1004f78f0f6361887.jpg)
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/8694a4c27d1ed21b75f94e61ae6eddc451da3f05.jpg)
若B的方向改為與軌道平面垂直斜向上,當(dāng)安培力較小,物體恰好要沿斜面下滑時(shí),金屬棒受力如圖a所示.
沿斜面方向:
F+f
m=mgsinθ,
又F=BIL=B
L
f
m=kmg
三式聯(lián)立得:
R=![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/838ba61ea8d3fd1f1a1bc2be334e251f95ca5f27.jpg)
當(dāng)安培力較大,物體恰好要沿斜面上滑時(shí),金屬棒受力如圖b所示
沿斜面的方向:
F=f
m+mgsinθ
又F=BIL=B
Lf
m=kmg
三式聯(lián)立解得:
R=因此
≤R≤時(shí),金屬棒恰能靜止在軌道上.
答:滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)節(jié)阻值在
≤R≤范圍內(nèi)金屬棒恰能靜止在軌道上.