(2004•南通模拟)在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂

(2004•南通模拟)在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为μ=
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,整个装置放在磁感应强度B=0.8T的垂直斜面向上的匀强磁场中.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,g=10m/s2
斗志的影子 1年前 已收到1个回答 举报

猪蛋包包 幼苗

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解题思路:通电导线处于垂直斜面向上的匀强磁场中,则由电流方向结合左手定则可得安培力的方向,当安培力过大时,则棒有上滑趋势,则静摩擦力沿斜面向下.当安培力过小时,则棒有下滑的趋势,则静摩擦力沿斜面向上.根据力的平衡条件可求出两种安培力的大小,从而确定滑动变阻器的电阻范围.

当安培力较小,摩擦力方向向上时:
B
E
RL+μmgcosθ−mgsinθ=0
得:R=
BEL
mg(sinθ−μcosθ)=4.8Ω
当安培力较大,摩擦力方向向下时:
B
E
RL−μmgcosθ−mgsinθ=0
得:R=
BEL
mg(sinθ+μcosθ)=1.6Ω
答:滑动变阻器R的取值范围应为1.6Ω≤R≤4.8Ω

点评:
本题考点: 安培力;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用.

考点点评: 静摩擦力的方向是由安培力大小决定,当安培力过大使得棒有上滑趋势,所以静摩擦力沿斜面向下.当安培力过小时,棒有下滑的趋势,所以静摩擦力沿斜面向上.

1年前

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