Question

如图4（甲）所示，两平行光滑导轨倾角为30°，相距10 cm，质量为10 g的直导线PQ水平放置在导轨上，从Q向P看的侧视图如图4（乙）所示。导轨上端与电路相连，电路中电源电动势为12．5 V，内阻为0．5 Ω，限流电阻R=5Ω，R′为滑动变阻器，其余电阻均不计。在整个直导线的空间中充满磁感应强度大小为1T的匀强磁场（图中未画出），磁场方向可以改变，但始终保持垂直于直导线。若要保持直导线静止在导轨上，则电路中滑动变阻器连入电路电阻的极值取值情况及与之相对应的磁场方向是（    ）

A．电阻的最小值为12Ω，磁场方向水平向右

B．电阻的最大值为25Ω，磁场方向垂直斜面向左上方

C．电阻的最小值为7Ω，磁场方向水平向左

D．电阻的最大值为19．5Ω，磁场方向垂直斜面向右下方

Answer

D

【解析】

试题分析：磁场方向水平向右时，直导线所受的安培力方向竖直向上，由平衡条件有，得，由得，故A错误；磁场方向垂直斜面向左上方时，直导线所受的安培力方向沿斜面向下，不可能静止在斜面上，故B错误；磁场方向水平向左时，直导线所受的安培力方向竖直向下，不可能静止在斜面上，故C错误；磁场方向垂直斜面向右下方时，直导线所受的安培力方向沿斜面向上，由平衡条件有，得，由得，即电阻的最大值为，故D正确．

考点：导体切割磁感线时的感应电动势、安培力

【名师点睛】金属棒静止在斜面上，受力平衡．根据左手定则判断出安培力的方向，再根据平衡条件和安培力公式求出电路中电流，再由欧姆定律求解电阻。