题目内容
【题目】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?
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【答案】(1)mg-
;(2)
水平向右
【解析】
从b向a看其受力如图所示.
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(1)水平方向:
f=FAsinθ①
竖直方向:
N+FAcosθ=mg②
又
FA=BIL=BL
③
联立①②③得:
N=mg-![]()
f=![]()
(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
FA=BminIL
Bmin=
.
根据左手定则判定磁场方向水平向右.
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