Question

【題目】水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如右圖所示，問(wèn)：

(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí)，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(shí)B的方向如何？

Answer 1

【答案】（1），

（2）B最小值 此時(shí)，方向豎直向上，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左

【解析】（1）從b向a看金屬棒受力如圖所示：

豎直方向：

水平方向：

而 將此式代入上式得

，

（2）要使ab棒受到的支持力為零，令

得到，所以

當(dāng)時(shí)，B最小值 此時(shí)，方向豎直向上，依據(jù)左手定則，判斷此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左。

綜上所述本題答案是：（1），

（2）B最小值 此時(shí)，方向豎直向上，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左