题目内容
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)。现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：
1.当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少?
2.若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
【答案】
1.N＝mg－，f＝
2.Bmin＝
【解析】从b向a看其受力如图所示．
(1)水平方向：f＝FAsinθ 1分 竖直方向：N＋FAcosθ＝mg 1分
又FA＝BIL＝BL 1分
联立①②③得：N＝mg－，f＝. 2分
(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，须使所受安培力竖直向上，
则有FA＝mg 1分 Bmin＝， 1分
根据左手定则判定磁场方向水平向右． 1分
练习册系列答案
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水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L=1m，M和P之间接入电动势为E=10V的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m=1kg、电阻为R=2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向与水平面夹角为θ=37°且指向右斜上方，如图所示．问：
如图所示，水平面上有电阻不计的U形光滑导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度为B，方向与水平面的夹角为θ且指向右方．若棒ab始终与导轨接触良好，则棒ab所受的支持力和在水平方向上的加速度分别是多少？