有一金属棒ab,质量为m,电阻不计,可在两条轨道上滑动,如图所示,轨道间距为L,其平面与水平面的夹角为θ,置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属棒与轨道的最
问题描述:
有一金属棒ab,质量为m,电阻不计,可在两条轨道上滑动,如图所示,轨道间距为L,其平面与水平面的夹角为θ,置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属棒与轨道的最大静摩擦力为其所受重力的k倍,回路中电源电动势为E,内阻不计,问:
滑动变阻器R调节在什么阻值范围内,金属棒能静止在轨道上?
答
若B的方向改为与轨道平面垂直斜向上,当安培力较小,物体恰好要沿斜面下滑时,金属棒受力如图a所示.
沿斜面方向:
F+fm=mgsinθ,
又F=BIL=B
LE R
fm=kmg
三式联立得:R=
BEL mgsinθ−kmg
当安培力较大,物体恰好要沿斜面上滑时,金属棒受力如图b所示
沿斜面的方向:
F=fm+mgsinθ
又F=BIL=B
LE R
fm=kmg
三式联立解得:R=
BEL mgsinθ+kmg
因此
≤R≤BEL mgsinθ+kmg
时,金属棒恰能静止在轨道上.BEL mgsinθ−kmg
答:滑动变阻器阻值调节阻值在
≤R≤BEL mgsinθ+kmg
范围内金属棒恰能静止在轨道上.BEL mgsinθ−kmg