Question

如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距O.2m，上面有一质量为O.4kg的均匀金属棒ab垂直导轨放置，金属棒与导轨间的摩擦因数为0.2．电源电动势为6V、内阻为0.5Ω．金属棒所在位置存在一个磁感应强度大小为B=1T，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，不计金属导轨与金属棒的电阻，若使金属棒ab能静止在导轨上，则滑动变阻器阻值变化范围为

 

．（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．g=1Om/s²）

Answer 1

分析：根据闭合电路欧姆定律，结合安培力的表达式，求出安培力的大小，由受力平衡条件，最大安培力等于最大静摩擦力，即可求解．

解答：解：由题意可知，最大安培力等于最大静摩擦力，即滑动摩擦力．则有：F_安=μN=0.2×0.4×10N=0.8N；
因安培力表达式，F=BIL，而闭合电路的电流大小，I=

E

r+R

；
则有：

EBL

R+r

=0.8N；
代入数据，解得：最大电阻R=

6×1×0.2

0.8

-0.5=1Ω，所以滑动变阻器阻值变化范围为0≤R≤1Ω；
故答案为：0≤R≤1Ω

点评：考查闭合电路欧姆定律与受力平衡条件的应用，掌握安培力表达式，注意电阻越大时，电流越小，安培力也越小．