Question

如圖K36－12所示，在絕緣的水平桌面上固定著兩個(gè)圓環(huán)，它們的半徑相等，環(huán)面豎直、相互平行，間距是20 cm，兩環(huán)由均勻的電阻絲制成，電阻都是9 Ω，在兩環(huán)的最高點(diǎn)a和b之間接有一個(gè)內(nèi)阻為0.5 Ω的直流電源，連接導(dǎo)線的電阻可忽略不計(jì)．空間有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為3.46×10^－1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一根長(zhǎng)度等于兩環(huán)間距、質(zhì)量為10 g、電阻為1.5 Ω的均勻?qū)�體棒水平地置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)，不計(jì)與環(huán)間的摩擦．當(dāng)將棒放在其兩端點(diǎn)與兩環(huán)最低點(diǎn)之間所夾弧對(duì)應(yīng)的圓心角均為θ＝60°的位置時(shí)，棒剛好靜止不動(dòng)．試求電源的電動(dòng)勢(shì)．(取g＝10 m/s²)

圖K36－12

Answer 1

15 V

[解析] 導(dǎo)體棒靜止時(shí)，將圓環(huán)分成電阻為6 Ω和3 Ω的兩部分，兩者并聯(lián)，并聯(lián)電阻為R₁＝ Ω＝2 Ω

閉合電路的總電阻R_總＝2R₁＋R＋r＝6 Ω

設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，則總電流I＝

從左向右看，導(dǎo)體棒的受力如圖所示．

則F＝BIL＝mgtan60°

聯(lián)立解得E＝＝15 V.