Question

（9分）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(zhǎng)，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，如圖所示，問：

(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

(1) N＝mg－，f＝ (2) B_min＝ 水平向右

試題分析：從b向a看其受力如圖所示．

(1)水平方向：f＝F_Asinθ      1分 
豎直方向：N＋F_Acosθ＝mg    1分
又F_A＝BIL＝BL                1分
聯(lián)立①②③得：N＝mg－，f＝      2分
(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場(chǎng)最小，須使所受安培力豎直向上，
則有F_A＝mg   1分    F_A＝ B_minIL  1分        B_min＝，      1分
根據(jù)左手定則判定磁場(chǎng)方向水平向右     1分