题目内容
如图所示，两根无电阻导轨与水平面成θ=37°角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力fm=1.5N．当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力．求：（1）电源的电动势E．
（2）若将磁场改为垂直于导轨平面向下，要保证金属杆刚好不向下滑动，磁感应强度的大小不得超过多少？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
【答案】分析：（1）导体棒受重力、支持力、安培力处于平衡，根据共点力平衡求出电源的电动势．
（2）导体棒受重力、支持力、安培力，摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出磁感应强度的大小．
解答：
解：（1）棒在三个力作用下平衡，其中安培力F1方向水平向右（如图1所示）．
且安培力大小F1=BId
由平衡条件得F1cos37°=mg sin37°
回路中电流
A
电源的电动势E=I（R+r）=1.5×（4+1）=7.5V
（2）棒刚好不下滑时，受力如图2所示．
其中安培力F2=BmId
由平衡条件得BmId+mgsin 37°=fm
．
答：（1）电源的电动势E为7.5V；
（2）磁感应强度的大小不得超过0.4T．
点评：解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力．
（2）导体棒受重力、支持力、安培力，摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出磁感应强度的大小．
解答：
解：（1）棒在三个力作用下平衡，其中安培力F1方向水平向右（如图1所示）．且安培力大小F1=BId
由平衡条件得F1cos37°=mg sin37°
回路中电流
A电源的电动势E=I（R+r）=1.5×（4+1）=7.5V
（2）棒刚好不下滑时，受力如图2所示．
其中安培力F2=BmId
由平衡条件得BmId+mgsin 37°=fm
．答：（1）电源的电动势E为7.5V；
（2）磁感应强度的大小不得超过0.4T．
点评：解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力．
练习册系列答案
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如图所示，两根无电阻导轨与水平面成θ=37°角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力fm=1.5N．当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力．求：
角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力
N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力.求：
角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力
N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力.求：
角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力
N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2
T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力.求：
角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力
N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力.求：