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).现垂直于导轨放置一根质量为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,如右图所示,

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,求此时的B?

 

【答案】

(1)mg-  (2)  方向水平向右

【解析】

试题分析:从b向a看其受力如图所示.

(1)水平方向:

Ff=FAsin θ①

竖直方向:

FN+FAcos θ=mg②

又FA=BIL=BL③

联立①②③得:FN=mg-

Ff=.

(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,需使所受安培力竖直向上.则有FA=mg

Bmin=,

根据左手定则判断磁场方向水平向右.

考点:考查安培力的计算和受力平衡的分析

点评:对于导体棒在磁场中的平衡问题,要能够灵活应用左手定则判断安培力的方向和计算,本题中以导体棒为研究对象,受力分析是解决本题的关键,难度中等

 

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