如图所示，MN和PQ是水平光滑的导轨，ab为垂直搁在导轨上的导体棒，它们的电阻都可忽略不计．竖直的匀强磁场穿过导轨平面，
如图所示，MN和PQ是水平光滑的导轨，ab为垂直搁在导轨上的导体棒，它们的电阻都可忽略不计．竖直的匀强磁场穿过导轨平面，导轨的左端与一电路连接，图中R1=5Ω，R2=15Ω，R3为滑动变阻器，伏特表的量程为0～20V，安培表的量程为0～3A．请完成下列问题：
（1）当滑动变阻器阻值调节为30Ω，ab棒向右匀速滑动时，两个电表中有一个满偏，另一个处于正常状态，请问是哪一个电表的指针满偏？另一个电表的示数是多少？
（2）在（1）题的情况下，若ab棒所受向右的水平拉力大小为20N，求ab棒匀速运动的速度大小；
（3）若ab棒在30N的水平拉力作用下匀速运动，为了使两个电表都能正常工作，求滑动变阻器的电阻值的变化范围．
（1）当滑动变阻器阻值调节为30Ω，ab棒向右匀速滑动时，两个电表中有一个满偏，另一个处于正常状态，请问是哪一个电表的指针满偏？另一个电表的示数是多少？
（2）在（1）题的情况下，若ab棒所受向右的水平拉力大小为20N，求ab棒匀速运动的速度大小；
（3）若ab棒在30N的水平拉力作用下匀速运动，为了使两个电表都能正常工作，求滑动变阻器的电阻值的变化范围．
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解题思路：（1）采用假设法分析哪只电表满偏．假设电压表满偏，由欧姆定律求出通过电流表的电流，与电流表的量程比较，确定是否合理．（2）ab棒匀速运动时，水平拉力F与安培力大小相等，由公式FA=BIL求出BL．由闭合电路欧姆定律求出感应电动势，由E=BLv求解ab棒匀速运动的速度大小．（3）当水平拉力为30N时，由安培力公式求出电路中的电流．再分析电压表满偏时，由欧姆定律求出通过R2的电流，再求解变阻器的电阻，得到其变化范围．
（1）假设电压表满偏，则通过变阻器的电流为I3=[U
R3=
20/30A=
2
3A，通过R2的电流为I2=
U
R2]=[4/3A，则干路电流I=I2+I3=2A＜3A，所以电压表满偏正常，电流表的示数为2A．
（2）ab棒匀速运动时，水平拉力F与安培力大小相等，则有FA=F=BIL，得 BL=
F
I]=10N/A．
感应电动势E=U+IR1=（20+2×5）V=30V，
又E=BLv，则得
v=[E/BL]=3m/s
（3）当水平拉力为30N时，电路中电流为 I′=
FA′
BL=[30/10]=3A，可见，电流表的示数与R3的取值无关，总是3A．R2与R3并联，R3越大，电压表示数越大，所以当电压表满偏时，R3的取值最大，此时I2=[4/3A，则
通过变阻器的电流为I3′=I′-I2=3A-
4
3A=
5
3A
所以变阻器的电阻为
R3=
U
I3′]=12Ω
所以滑动变阻器的电阻值的变化范围为0～12Ω．
答：
（1）当滑动变阻器阻值调节为30Ω，ab棒向右匀速滑动时，两个电表中有一个满偏，另一个处于正常状态，电压表的指针满偏，电流表的示数是2A．
（2）在（1）题的情况下，若ab棒所受向右的水平拉力大小为20N，ab棒匀速运动的速度大小是3m/s；
（3）若ab棒在30N的水平拉力作用下匀速运动，为了使两个电表都能正常工作，滑动变阻器的电阻值的变化范围为0～12Ω．
点评：
本题考点： 闭合电路的欧姆定律；共点力平衡的条件及其应用；安培力．
考点点评： 本题是电磁感应与电路知识的综合应用，要抓住电动势既与电路有联系，又与电磁感应有联系．
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