Question

（9分）如圖所示，導(dǎo)體桿質(zhì)量為，電阻為，放在與水平面夾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為，電阻不計(jì)，系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，電源的內(nèi)阻不計(jì),重力加速度為。求：

（1）若導(dǎo)體光滑時(shí),電源的電動(dòng)勢(shì)為多大能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上；
（2）若導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且不通電時(shí)導(dǎo)體桿不能靜止在導(dǎo)軌上，要使桿在導(dǎo)軌上勻速下滑，電源的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為多大。

Answer 1

（1）；（2）；

試題分析：（1）從b向a看該圖可以畫(huà)出如圖所示的平面圖

F_安=mg×tanθ，F(xiàn)_安=BId，E=IR
由以上各式可得；
（2）當(dāng)導(dǎo)軌不光滑時(shí)，摩擦力有兩種可能：一種是沿斜面向上，受力情況如下圖所示，采用正交分解法
mgsinθ=F+F_安cosθ，F(xiàn)_N=mgcosθ+F_安sinθ，f=μF_N，F(xiàn)_安=BI'd，E'=I'R
由以上各式可得E'
另一種情況是摩擦力沿斜面向下，同理可得
綜上所述，電池電動(dòng)勢(shì)取值范圍是：E'≤E≤E''
即