如圖3-4-3所示,在一電阻不計(jì).質(zhì)量為m的金屬棒ab可在兩條軌道上滑動(dòng).軌道寬為L,軌道平面與水平面間的夾角為θ,置于垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬棒與軌道間的最大靜摩擦力為重力的k倍,回路中電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),軌道電阻也不計(jì).問:滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)在什么阻值范圍內(nèi),金屬棒恰能靜止在軌道上?

3-4-3

解析:如圖所示,金屬棒靜止在斜面上,相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)不確定.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值小時(shí),電路中電流大,金屬棒有沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),反之有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).

    假設(shè)金屬棒剛要向下滑時(shí),靜摩擦力達(dá)到最大值.選金屬棒ab為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,沿軌道方向列平衡方程如下:

BI1L=mgsinθ-kmg

其中I1=

所以R1=

若金屬棒剛要向上滑時(shí),同理可得

BI2L=mgsinθ+kmg

其中I2=

所以R2=

所以金屬棒的電阻應(yīng)滿足:≤R≤.

答案:≤R≤

練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖3-4-3所示,有五個(gè)力F1、F2、F3、F4、F5作用于一點(diǎn)O,構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線.設(shè)F3=10 N,試求這五個(gè)力的合力.

圖3-4-3

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圖3-4-3

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