Question

【题目】如图所示，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（内阻忽略不计）。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。

（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多大？

（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B的最小值？此时B的方向如何？

Answer 1

【答案】（1）FN＝mg-， Ff＝

（2）Bmin＝，磁场方向水平向右。

【解析】试题分析：从b向a看侧视图如图所示。

（1）水平方向： Ff＝FAsinθ ①

竖直方向： FN＋FAcosθ＝mg ②

又FA＝BIL＝BL ③

联立①②③得：FN＝mg－， Ff＝

（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有FA＝mg，

Bmin＝，根据左手定则判定磁场方向水平向右。