Question

【題目】如圖所示，足夠長的粗糙導(dǎo)軌與水平地面成θ角，導(dǎo)軌的電阻不計，一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌上方與內(nèi)阻可以忽略的直流電源連接，空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。已知兩導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)體棒ab與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ（），定值電阻阻值為，閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒保持靜止且恰好與導(dǎo)軌無摩擦力。已知重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：

(1)此時流過導(dǎo)體棒ab的電流；

(2)為了使導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上，電源電動勢的最小值。

Answer 1

【答案】(1) ；(2) 。

【解析】

(1)導(dǎo)體棒保持靜止且恰好與導(dǎo)軌無摩擦力，對導(dǎo)體棒ab由平衡條件知

解得

(2)設(shè)電源電動勢最小值，安培力大小為F，摩擦力為f，有

為了使導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上且電源電動勢最小，有

聯(lián)立各式解得

答：(1)此時流過導(dǎo)體棒ab的電流；

(2)為了使導(dǎo)體棒ab靜止在導(dǎo)軌上，電源電動勢的最小值。