Question

（9分）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?

 

Answer 1

(1) N＝mg－，f＝ (2) Bmin＝ 水平向右

【解析】

试题分析：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  FA＝ BminIL  1分        Bmin＝，      1分

根据左手定则判定磁场方向水平向右     1分

考点：左手定则 安培力 物体的平衡