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如图所示，两根无电阻导轨与水平面成角放置，两导轨间距离为d=0.5m

如图所示，两根无电阻导轨与水平面成角放置，两导轨间距离为d=0.5m，在导轨上垂直于导轨水平放一根质量m=0.2kg、长度略大于d、电阻R=4Ω的均匀金属杆，导轨下端与一个内阻r=1Ω电动势未知的电源两极相连，杆与导轨间最大静摩擦力N.当导轨间有竖直向上、磁感应强度为B=2T的匀强磁场时，杆与导轨间刚好无摩擦力.求：

（1）电源的电动势E.

（2）若将磁场改为垂直于导轨平面向下，要保证金属杆刚好不向下滑动，磁感应强度的大小不得超过多少？（g=10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8）

答案

（1）棒在三个力作用下平衡，其中安培力F1方向水平向右（如图1所示）.

 

且安培力大小F1=Bid   （1分）

由平衡条件得F1cos37°= mg sin37°  （1分）

回路中电流（A）（1分）

电源的电动势E=I（R+r）=1.5×(4+1)=7.5V （2分）

（2）棒刚好不下滑时，受力如图2所示.

其中安培力F2=BmId

由平衡条件得BmId+mgsin 37°=fm  （2分）

（2分）


解析:

略

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