如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，接入電路的電阻為R，垂直導(dǎo)軌放置在傾角為θ的光滑金屬導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距為d，系統(tǒng)處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．若電源內(nèi)阻為r，則電源電動(dòng)勢(shì)E多大能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？
分析：導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上，受到重力、支持力和安培力三個(gè)力作用，安培力大小為F=BIL，根據(jù)平衡條件和閉合電路歐姆定律結(jié)合求解電源的電動(dòng)勢(shì)．
解答：解：導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上，受到重力、支持力和安培力三個(gè)力作用，如圖側(cè)視圖所示．
由平衡條件得
   F安=mgtanθ
又：F安=BId
根據(jù)閉合電路歐姆定律：I=
E
R+r

聯(lián)立得：E=
mg(R+r)tanθ
Bd
．
答：至少E=
mg(R+r)tanθ
Bd
才能使導(dǎo)體靜止在導(dǎo)軌上．
點(diǎn)評(píng)：本題是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡問(wèn)題，分析受力情況，特別是安培力的情況是關(guān)鍵．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

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(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電池內(nèi)阻不計(jì)，問(wèn)：
（1）若導(dǎo)軌光滑，電源電動(dòng)勢(shì)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(shì)應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在與水平面的夾角為θ的傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為d，電阻忽略不計(jì)．系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度為B．電源內(nèi)阻不計(jì)，問(wèn)：若導(dǎo)軌光滑，導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)E多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（08年雅禮中學(xué)月考） （10分）如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R,放置在與水平面的夾角為θ的傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為d，電阻忽略不計(jì)。系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度為B.電源內(nèi)阻不計(jì)，問(wèn):若導(dǎo)軌光滑，導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上，電源電動(dòng)勢(shì)E多大?

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科目：高中物理 來(lái)源：2012屆安徽省亳州市高二上學(xué)期期末考試物理試卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R，放置在與水平面夾角為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)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電池內(nèi)阻不計(jì)，問(wèn)：若導(dǎo)線光滑，電源電動(dòng)勢(shì)E多大才能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上？

 

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