Question

【題目】如圖所示，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的電源（內阻忽略不計）。現垂直于導軌擱一根質量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方。

（1）當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多大？

（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，求B的最小值？此時B的方向如何？

Answer 1

【答案】（1）FN＝mg-， Ff＝

（2）Bmin＝，磁場方向水平向右。

【解析】試題分析：從b向a看側視圖如圖所示。

（1）水平方向： Ff＝FAsinθ ①

豎直方向： FN＋FAcosθ＝mg ②

又FA＝BIL＝BL ③

聯立①②③得：FN＝mg－， Ff＝

（2）使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，可知安培力豎直向上，則有FA＝mg，

Bmin＝，根據左手定則判定磁場方向水平向右。