Question

（9分）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(不計內阻)。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，如圖所示，問：

(1)當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少?

(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

(1) N＝mg－，f＝ (2) Bmin＝ 水平向右

【解析】

試題分析：從b向a看其受力如圖所示．

(1)水平方向：f＝FAsinθ     1分 

豎直方向：N＋FAcosθ＝mg    1分

又FA＝BIL＝BL                 1分

聯立①②③得：N＝mg－，f＝      2分

(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，須使所受安培力豎直向上，

則有FA＝mg  1分  FA＝ BminIL  1分        Bmin＝，      1分

根據左手定則判定磁場方向水平向右     1分

考點：左手定則 安培力 物體的平衡