Question

（10分） 如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在水平夾角為θ的傾斜金屬導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌間距為d，電阻不計(jì)，系統(tǒng)處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電池內(nèi)阻不計(jì)，問：

（1）若導(dǎo)軌光滑，電源電動(dòng)勢E多大能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？

（2）若桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且不通電時(shí)導(dǎo)體桿不能靜止在導(dǎo)軌上，要使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上，電池的電動(dòng)勢應(yīng)滿足什么條件？

Answer 1

解：（1）對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，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，導(dǎo)體桿有上滑趨勢，摩擦力沿斜面向下，由平衡條件  

 

根據(jù)安培力公式有 

以上兩式聯(lián)立解得  

另一種可能是E偏小，摩擦力沿斜面向上，同理可得

綜上所述電池電動(dòng)勢應(yīng)滿足   E₁≤E≤E₂