如图所示,两根相距l=0.25m平行放置的导电轨道,倾角α=30°,B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上.今在导轨上放一重为2N,电阻不计的金属杆ab,其最大静摩擦力为金属棒对导轨压力的
倍,电源电动势E=12V,不计电源内阻,则能使金属棒静止在斜面上的电阻R的取值范围是什么?3
解;根据左手定则可知ab所受的安培力沿斜面向上,
而ab所受的导轨的支持力FN=mgcosα=2×cos30°=
N,3
故ab所受的最大静摩擦力大小为f=
FN=3N,3
而重力沿斜面向下的分力大小为mgsin30°=2×
=1N.1 2
当静摩擦力大小为1N且方向沿斜面向上时,安培力大小等于0,此时电阻为无穷大.
当静摩擦力大小为3N且方向沿斜面向下时,安培力大小为4N,
根据F安=B
L解得电阻R=E R
=BEL F安
=0.6Ω0.8×12×0.25 4
故有0.6Ω≤R,
故电阻R的取值范围是大于等于0.6Ω..