Question

高二物理题，磁场！求解题过程！

两根平行放置的金属导轨框架与水平面的夹角为θ,导轨间距离为L,有一根垂直于导轨放置的，质量为m的均匀金属棒。电源的电动势为E，内阻为r，导轨和金属棒的总电阻为R，整个装置位于竖直向上的磁场中。
（1）要是金属棒静止，磁感应强度B为多大？
（2）若磁场方向可改变，要使金属棒静止，磁感应强度B至少为多大？方向如何？

Answer 1

这类题，受力分析一下，结果就出来了
1）金属棒受重力mg ，电场力F = BIL = BLE/（r+R） 和支持力。三力平衡，计算得tanθ = F /mg 。解得B =mg tanθ （r+R）/ (LE)
2) 当B最小时，根据图解，可知F = mg sinθ 。即B = mg sinθ （r+R）/ LE

Answer 2

此题中金属棒和导轨之间有无摩擦?
若无摩擦第一问中则是水平的安培力和竖直向下的重力及垂直于轨道平面的支持力三力平衡.
第二问中,因为重力的大小和方向都不变,支持力的方向始终不变,当安培力平行于轨道平面向上的时候可以取得最小,则此时B最小
有摩擦力则情况会复杂些