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如图所示,间距为20cm、倾角为53°的两根光滑金属导轨间,有磁感应强度为1.0T、方向竖直向上的匀强磁场,导轨上垂直于导轨放有质量为0.03kg的金属棒,在与导轨连接的电路中,变阻器R1的
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如图所示,间距为20cm、倾角为53°的两根光滑金属导轨间,有磁感应强度为1.0T、方向竖直向上的匀强磁场,导轨上垂直于导轨放有质量为0.03kg的金属棒,在与导轨连接的电路中,变阻器R1的总电阻为12Ω,电阻R2也为12Ω,导轨和金属棒电阻均不计,电源内阻为1.0Ω.变阻器的滑头在正中间时,金属棒恰静止在导轨上,此时金属棒中的电流大小为______A,电源电动势为______V.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/0823dd54564e9258d5dd2e5a9f82d158cdbf4e9c.jpg)
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▼优质解答
答案和解析
由图可知,R2与R1的右半部分并联后,与R1的左半部分串联;则可知金属棒中的电流由里向外,由左的定则可知金属棒受安培力水平向左;对棒受力分析如图所示,
由几何关系可知,安培力F=mgtanθ
而安培力:F=BIL
故有mgtanθ=BIL
解得:I=
=
=2A;
则R2两端电压U=IR2=2×12V=24V;
R1的右半部分中电流I2=
=
=4A;
R1的左半部分电流I总=I+I2=6A;
故左半部分电压U2=I总×
=36A;
故路端电压U=U2+U=60V;
由闭合电路的欧姆定律可知E=U+I总r=60V+6V=66V;
故答案为:2;66.
由几何关系可知,安培力F=mgtanθ
而安培力:F=BIL
故有mgtanθ=BIL
解得:I=
mgtanθ |
BL |
0.03×10×
| ||
1.0×0.2 |
则R2两端电压U=IR2=2×12V=24V;
R1的右半部分中电流I2=
U | ||
|
24V |
6A |
R1的左半部分电流I总=I+I2=6A;
故左半部分电压U2=I总×
R1 |
2 |
故路端电压U=U2+U=60V;
由闭合电路的欧姆定律可知E=U+I总r=60V+6V=66V;
故答案为:2;66.
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