如图所示，两平行光滑金属导轨间距L=0.40m，导轨平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有内阻r=0.50Ω的

如图所示，两平行光滑金属导轨间距L=0.40m，导轨平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有内阻r=0.50Ω的电源E，质量m=0.04kg的导体棒ab垂直放置在导轨上．如果在整个装置空间有磁感应强度B0=0.50T，方向水平向左且与导体棒ab垂直的匀强磁场，此时恰好可以使导体棒ab静止在导轨上．已知导体棒与导轨接触良好，导体棒接人电路的电阻R0=1.0Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：（1）电源的电动势E；（2）如果将匀强磁场的方向改为竖直向上，仍要使导体棒ab静止在导轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小；（3）欲使导体棒ab静止在导轨上，要使所加匀强磁场的磁感应强度最小，请回答所加磁场的方向？

（1）当磁场放水平向左时，对ab受力分析，可知其受到安培力和重力平衡：
mg=B0IL，
解得：
I＝
mg
B0L ＝
0.04×10
0.5×0.4 ＝2A，
由闭合电路的欧姆定律可得：
E=I（r+R0）=2×（0.5+1）=3V．
（2）对ab由平衡条件可得：
B1ILcosθ=mgsinθ，
解得：
B1＝
mgsinθ
ILcosθ ＝
0.04×10×0.6
2×0.4×0.8 ＝0.375T．
（3）要使所加匀强磁场的磁感应强度最小，应使安培力竖直向上，由左手定则可知匀强磁场的方向垂直导轨平面斜向上．
答：
（1）电源的电动势E=3V；
（2）如果将匀强磁场的方向改为竖直向上，仍要使导体棒ab静止在导轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B1的大小为0.375T；
（3）欲使导体棒ab静止在导轨上，要使所加匀强磁场的磁感应强度最小，匀强磁场的方向垂直导轨平面斜向上．

（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有： i= e r+r = 4.5 0.5+2.5 a =1.5a 导体棒受到的安培力： f 安 =bil=0.3n （2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力f 1 =mg sin37°=0.24n 由于f 1 小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f 根据共点力平衡条件 mg sin37°+f=f 安 解得：f=0.06n （3）匀强磁场b的方向改为竖直向上时，安培力水平向右， 将其沿斜面与垂直斜面分解，可得，f 安 cos37°=0.3×0.8n=0.24n  而重力的下滑分力，f 1 =mg sin37°=0.24n 因此金属棒不受摩擦力． 答：（1）导体棒受到的安培力大小0.3n； （2）导体棒受到的摩擦力0.06n； （3）若只把匀强磁场b的方向改为竖直向上，其他条件都不变，导体棒受到的摩擦力为零．