Question

【題目】如圖所示，導體桿ab的質量為m，電阻為R，放置在與水平面夾角為θ的傾斜導軌上，導軌間距為d，電阻不計，系統處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B，電源內阻不計．問：

(1)若導軌光滑，電源電動勢E為多大能使導體桿靜止在導軌上?

(2)若桿與導軌之間的動摩擦因數為μ，且不通電時導體不能靜止在導軌上，要使桿靜止在導軌上，電源的電動勢E應為多大?

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】試題分析：導體桿靜止在導軌上，受到重力、支持力和安培力三個力作用，安培力大小為F=BIL，根據平衡條件和閉合電路歐姆定律結合求解電源的電動勢．

（1）對導體棒受力分析如圖，由平衡條件得：

而

由以上三式解得Ｅ=

（2）由兩種可能：一種是E偏大，I偏大，F偏大，2桿有上滑趨勢，摩擦力沿斜面向下，由平衡條件

根據安培力公式有

以上兩式聯立解得

另一種可能是E偏小，摩擦力沿斜面向上，同理可得