Question

【題目】水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L．M和P之間接入電動勢為E、內阻為r的電源．現垂直于導軌放置一根質量為m，金屬棒ab接入導軌間的電阻為R，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向豎直向上，如圖所示，問：

（1）當ab棒靜止時，受到的支持力大小？摩擦力的大小和方向？

（2）若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？

Answer 1

【答案】(1) 方向水平向右(2) 方向水平向右

【解析】

（1）通過對導體棒的受力分析根據共點力平衡可知：

FN=mg

回路中的電流為：

受到的安培力為：

F安=BIL

Ff=F安

聯立解得：

Ff=

方向水平向右 .

（2）要使ab棒受的支持力為零，其靜摩擦力必然為零，根據（1）可知：滿足上述條件的最小安培力應與ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有：

F安=mg

方向水平向右.