问题
问答题
图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直．质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触．导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1．当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2．
答案
由能量守恒定律得：mgv=P
代入数据得：v=4.5m/s
又 E=BLv
设电阻Ra与Rb的并联电阻为R外，ab棒的电阻为r，有
R外=R1R2 R1+R2
又 I=
⑤E R外+r
P=IE 代入数据得：R2=6.0Ω
答：速率v为4.5m/s．滑动变阻器接入电路部分的阻值R2为6Ω．