Question

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

解：（1）F_x合＝F_摩－Fsinθ＝0 ①
F_y合＝F_N＋Fcosθ－mg＝0 ②
F＝BIL＝BL ③
解①②③式得F_N＝mg－，F_摩＝sinθ
（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B_minL＝mg。解得最小磁感應強度B_min＝，由左手定則判斷出這種情況B的方向應水平向右