Question

水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L＝1 m，M和P之間接入電動勢為E＝10 V的電源(不計內(nèi)阻)．現(xiàn)垂直于導軌擱一根質(zhì)量為m＝1 kg、電阻為R＝2 Ω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＝0.5 T，方向與水平面夾角為＝37°且指向右斜上方，如圖所示．問：

(1)當ab棒靜止時，ab棒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：
解析：

解：(1)Fx合＝F摩－Fsin＝0① 　　Fy合＝FN＋Fcos－mg＝0② 　　F＝BIL＝BL③ 　　解①②③式得FN＝mg－＝8 N；F摩＝sin＝1.5 N． 　　(2)要使ab棒受的支持力為零，其靜摩擦力必然為零，滿足上述條件的最小安培力應與ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有F＝mg，即BminL＝mg．解得最小磁感應強度Bmin＝＝2 T，由左手定則判斷出這種情況B的方向應水平向右．