为导体垂直于磁场方向的长度,为有效长度。
[典 例 精 析]
【例2】 如图3所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1 m。P、M间接有一个电动势为E=6 V、内阻为r=1 Ω的电源和一只滑动变阻器,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用细绳经定滑轮与一物体相连(绳与棒垂直),物体的质量为M=0.3 kg。棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10 m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是( )
图3
A.2 Ω B.4 Ω C.5 Ω D.6 Ω
解析 对导体棒,若安培力大于拉力,由平衡条件, ILB=μmg+Mg,解得I的最大值I=2 A,由闭合电路欧姆定律,滑动变阻器连入电路的阻值最小值为2 Ω;若安培力小于拉力,由平衡条件得, ILB+μmg=Mg,解得I的最小值I=1 A,由闭合电路欧姆定律,滑动变阻器连入电路的阻值最大值为5 Ω;所以滑动变阻器连入电路的阻值不可能是6 Ω,选项D正确。
答案 D
[即 学 即 练]
2.如图4所示,长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多大?
图4