题目内容
【题目】如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电源内阻不计.问:
(1)若导轨光滑,电源电动势E为多大能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体不能静止在导轨上,要使杆静止在导轨上,电源的电动势E应为多大?
【答案】(1) (2)
【解析】试题分析:导体杆静止在导轨上,受到重力、支持力和安培力三个力作用,安培力大小为F=BIL,根据平衡条件和闭合电路欧姆定律结合求解电源的电动势.
(1)对导体棒受力分析如图,由平衡条件得:
而
由以上三式解得E=
(2)由两种可能:一种是E偏大,I偏大,F偏大,2杆有上滑趋势,摩擦力沿斜面向下,由平衡条件
根据安培力公式有
以上两式联立解得
另一种可能是E偏小,摩擦力沿斜面向上,同理可得
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