Question

如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽L，匀强磁场方向垂直导轨平面向上．金属杆质量为m，长为L，水

如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽L，匀强磁场方向垂直导轨平面向上．金属杆质量为m，长为L，水平放在导轨上．已知电源的电动势为E，内阻为r，调节电阻箱接入电路的阻值使回路总电流为I1，此时金属杆恰好处于静止状态．求：（重力加速度为g，金属杆与导轨电阻不计）（1）磁感应强度B的大小；（2）若保持磁感应强度的大小不变，而将磁场方向改为竖直向上，变阻器接入电路的阻值调到多大仍能使金属杆保持静止？

Answer 1

（1）杆受力如图甲所示

由平衡条件可得F=mgsin θ       
即BI₁L=mgsin θ               
B=

mgsinθ

I1L

．    
（2）受力如图，由物体的平衡条件得：
mgsinθ=BI₂Lcosθ
由欧姆定律，得  I2＝

E

R+r

解得：R＝

Ecosθ

I1

?r
答：（1）磁感应强度B的大小

mgsinθ

I1L

；
（2）若保持磁感应强度的大小不变，而将磁场方向改为竖直向上，变阻器接入电路的阻值调值

Ecosθ

I1

?r