问题
计算题
(2011年厦门模拟)如图8－1－16所示，平行金属导轨与水平面的夹角α＝37°，处于B＝1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中．质量m＝10 g、有效长度L＝10 cm的金属杆，与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，电源电动势E＝2 V．试分析：当变阻器阻值R为何值时，金属杆可以静止在斜面上？(其余电阻不计)
图8－1－16
答案
2 Ω≤R≤10 Ω
如图所示，
金属杆受到的安培力(F)沿斜面向上；当F＞mgsin α，金属杆有向上滑动趋势时，摩擦力(f)沿斜轨向下；当F＜mgsin α，金属杆有向下滑动趋势时，摩擦力沿斜轨向上．
当处于滑动的临界状态，即静摩擦力达到最大值时，根据平衡条件和欧姆定律
I＝
，有B
L－mgsin α－μmgcos α＝0
B
L－mgsin α＋μmgcos α＝0
则电阻的最小值和最大值为：
Rmin＝
＝2 Ω
Rmax＝＝10 Ω.
所以，R的取值范围为2 Ω≤R≤10 Ω.
答案：2 Ω≤R≤10 Ω