(10分) 如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在水平夹角为θ的倾斜金属导轨上。导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:
(1)若导轨光滑,电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使导体杆静止在导轨上,电池的电动势应满足什么条件?
(10分) 如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在水平夹角为θ的倾斜金属导轨上。导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:
(1)若导轨光滑,电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使导体杆静止在导轨上,电池的电动势应满足什么条件?
解:(1)对导体棒受力分析如图所示,由平衡条件得:
而
由以上三式解得 E=
(2)由两种可能:一种是E偏大,I偏大,F偏大,导体杆有上滑趋势,摩擦力沿斜面向下,由平衡条件
根据安培力公式有
以上两式联立解得
另一种可能是E偏小,摩擦力沿斜面向上,同理可得
综上所述电池电动势应满足 E1≤E≤E2