Question

【題目】如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導軌，相距L=lm．PM間接有一個電動勢為E=6V，內阻不計的電源和一只滑動變阻器，導體棒ab跨放在導軌上并與導軌　接觸良好，棒的質量為m=0.2kg，棒的中點用細繩經定滑輪 與物體相連，物體的質量M=0.3kg.棒與導軌的動摩擦因數為μ=0.5（設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計，g取10m／s2），勻強磁場的磁感應強度B=2T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是

A. 2Ω B. 4Ω

C. 5Ω D. 6Ω

Answer 1

【答案】D

【解析】

分析導體棒的受力情況，當棒剛要向右滑動時，軌道對棒的靜摩擦力向左達到最大，此時導體棒所受的安培力最小，電路中電流最小，根據平衡條件和安培力公式求出電路中電流的最大值，由歐姆定律得到滑動變阻器連入電路電阻的最大值；當棒剛要向左滑動時，軌道對棒的靜摩擦力向右達到最大，此時導體棒所受的安培力最大，電路中電流最大，根據平衡條件和安培力公式求出電路中電流的最大值，由歐姆定律得到滑動變阻器連入電路電阻的最小值；即可得到變阻器接入電路的電阻范圍，再選擇；

導體棒水平方向受到向右的繩的拉力、向左的安培力和靜摩擦力；

當棒剛要向右滑動時，軌道對棒的靜摩擦力向左達到最大，此時電路中電流最小，設為I1，由平衡條件得：，得：，此時變阻器接入電路的電阻最大，設為R1，由歐姆定律得：；

當棒剛要向左滑動時，軌道對棒的靜摩擦力向右達到最大，此時電路中電流最大，設為I2，由平衡條件得：，得：，此時變阻器接入電路的電阻最小，設為R2，由歐姆定律得：，所以為了使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值范圍為，不可能是，故A、B、C正確，D錯誤；

不可能的故選D。