Question

6．如圖（甲）所示，兩平行光滑導軌傾角為30°，相距10cm，質(zhì)量為10g的直導線PQ水平放置在導軌上，從Q向P看的側(cè)視圖如圖（乙）所示．導軌上端與電路相連，電路中電源電動勢為12.5V，內(nèi)阻為0.5Ω，限流電阻R=5Ω，R'為滑動變阻器，其余電阻均不計．在整個直導線的空間中充滿磁感應強度大小為1T的勻強磁場（圖中未畫出），磁場方向可以改變，但始終保持垂直于直導線．若要保持直導線靜止在導軌上，則電路中滑動變阻器連人電路電阻的極值取值情況及與之相對應的磁場方向是（　�。�

• A． 電阻的最小值為12Ω，磁場方向水平向右
• B． 電阻的最大值為25Ω，磁場方向垂直斜面向左上方
• C． 電阻的最小值為7Ω，磁場方向水平向左
• D． 電阻的最大值為19.5Ω，磁場方向垂直斜面向右下方

Answer 1

分析 金屬棒靜止在斜面上，受力平衡．根據(jù)左手定則判斷出安培力的方向，再根據(jù)平衡條件和安培力公式求出電路中電流，再由歐姆定律求解電阻R．

解答 解：A、磁場方向水平向右時，直導線所受的安培力方向豎直向上，由平衡條件有 mg=BIL，得 I=$\frac{mg}{BL}$=$\frac{0.01×10}{1×0.1}$A=1A，由I=$\frac{E}{R+R′+r}$得 R′=7Ω，故A錯誤．
B、磁場方向垂直斜面向左上方時，直導線所受的安培力方向沿斜面向下，不可能靜止在斜面上，故B錯誤
C、磁場方向水平向左時，直導線所受的安培力方向豎直向下，不可能靜止在斜面上，故C錯誤．
D、磁場方向垂直斜面向右下方時，直導線所受的安培力方向沿斜面向上，由平衡條件有 mgsin30°=BIL，得 I=$\frac{1}{2}$•$\frac{mg}{BL}$=0.5A，由I=$\frac{E}{R+R′+r}$得 R′=19.5Ω，即電阻的最大值為19.5Ω，故D正確．
故選：D

點評 本題是安培力、歐姆定律與力學知識的綜合，關鍵是安培力的方向分析和大小計算，結(jié)合平衡條件研究．