◎ 题目

如图所示，两平行导轨相距0.1m，处于一匀强磁场中，导轨与水平面的夹角θ=37°；金属棒MN质量m=0.05kg，电阻R=1Ω，水平放置在导轨上并与导轨垂直；MN与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ=0.5；磁场的磁感应强度B=1.0T，方向垂直于轨道平面斜向下；电源电动势E=20V，内阻不计；调整滑动变阻器阻值，使得开关S闭合时，MN能保持静止．设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： （1）当金属棒MN中电流I=2.0A时，其受到的安培力多大？方向如何？ （2）若要保持金属棒MN静止，变阻器的阻值Rp应多大？

◎ 答案

（1）导体棒受到的安力为：F=BIL=1×2×0.1N=0.2N，方向沿斜面向上 （2）由闭合电路的欧姆定律可知：E=I（R+RP） 当安培力最小时，金属棒有下滑的趋势，摩擦力沿斜面向上且达到最大静摩擦力，此时Rp有最大值，有： BIL+μmgcosθ=mgsinθ 联立解得：I=1A，RP=19Ω 当安培力最大时，金属棒有上滑的趋势，摩擦力沿斜面向上且达到最大静摩擦力，此时Rp有最小值，有： BIL=μmgcosθ+mgsinθ 联立解得：I=5A，Ep=3Ω 即Rp在19Ω≥RP≥3Ω时，导体棒MN能保持静止 答：（1）当金属棒MN中电流I=2.0A时，其受到的安培力0.2N，方向沿斜面向上 （2）若要保持金属棒MN静止，变阻器的阻值Rp应19Ω≥RP≥3Ω

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，两平行导轨相距0.1m，处于一匀强磁场中，导轨与水平面的夹角θ=37°；金属棒MN质量m=0.05kg，电阻R=1Ω，水平放置在导轨上并与导轨垂直；MN与导轨接触良好，与导轨…”主要考查了你对  【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。