题目内容
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？分析：作出受力分析图，根据牛顿第二定律，结合安培力大小公式、闭合电路欧姆定律求出支持力和加速度的大小．
解答：
解：从b向a看其受力如图所示．
水平方向：FAsinθ=ma
竖直方向：FN+FAcosθ=mg
又FA=BLI=BL
解得：FN=mg-
a=
答：棒ab所受的支持力为mg-
，在水平方向上的加速度为
．
解：从b向a看其受力如图所示．水平方向：FAsinθ=ma
竖直方向：FN+FAcosθ=mg
又FA=BLI=BL
| E |
| R |
解得：FN=mg-
| BLEcosθ |
| R |
a=
| BLEsinθ |
| mR |
答：棒ab所受的支持力为mg-
| BLEcosθ |
| R |
| BLEsinθ |
| mR |
点评：本题考查牛顿第二定律与安培力知识的综合，将立体图转化为平面图是解决本题的关键．
练习册系列答案
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如图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持静止，F1与F2的方向相反．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，设最大的静摩擦力等于滑动摩擦力．求：
如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T．现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动．求：
如图所示，水平面上有一重40N的物体，受到F1=12N和F2=6N的水平力作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，求：
如图所示，水平面上有一个动力小车，在动力小车上竖直固定着一个长度L1、宽度L2的矩形线圈，线圈匝线为n，总电阻为R，小车和线圈的总质量为m，小车运动过程所受摩擦力为f．小车最初静止，线圈的右边刚好与宽为d（d＞L1）的有界磁场的左边界重合．磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B．现控制动力小车牵引力的功率，让它以恒定加速度a进入磁场，线圈全部进入磁场后，开始做匀速直线运动，直至完全离开磁场，整个过程中，牵引力的总功为W．
如图所示，水平面上有A、B两物体叠放在一起，现有一水平恒力F作用在A物体上，恰能使A、B两物体一起沿水平面做匀速运动．在运动过程中突然将作用在A上的恒力F撤去迅速作用在B上，并保持大小、方向不变，则A、B的运动状态为（ ）| A、一起匀速直线运动 | B、一起加速运动 | C、B加速、A减速 | D、无法判断，因为A、B的质量关系及接触面间的摩擦情况未知 |