Question

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

(1)此時流過導體棒ab的電流；

(2)為了使導體棒ab靜止在導軌上，電源電動勢的最小值。

Answer 1

【答案】(1) ；(2) 。

【解析】

(1)導體棒保持靜止且恰好與導軌無摩擦力，對導體棒ab由平衡條件知

解得

(2)設電源電動勢最小值，安培力大小為F，摩擦力為f，有

為了使導體棒ab靜止在導軌上且電源電動勢最小，有

聯立各式解得

答：(1)此時流過導體棒ab的電流；

(2)為了使導體棒ab靜止在導軌上，電源電動勢的最小值。