Question

【題目】水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻)．現垂直于導軌擱一根質量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖所示，問：

（1）當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？

（2）若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？

Answer 1

【答案】（1）mg－　；（2）水平向右

【解析】

從b向a看其受力如圖所示．

（1）水平方向：

f＝FAsinθ①

豎直方向：

N＋FAcosθ＝mg②

又

FA＝BIL＝BL③

聯立①②③得：

N＝mg－

f＝

（2）使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，須使所受安培力豎直向上，

則有

FA＝mg

FA＝BminIL

Bmin＝.

根據左手定則判定磁場方向水平向右.