Question

（10分）水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為，M和P之間接入電動勢為的電源(不計內阻)．現垂直于導軌擱一根質量為，電阻為的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為，方向與水平面夾角為且指向右斜上方，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？（6分）

(2)若的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，的大小至少為多少？此時的方向如何？（4分）

 

Answer 1

【答案】

(1)mg－　　(2) 　方向水平向右

【解析】

試題分析：從b向a看側視圖如圖所示

(1)水平方向：F＝F_Asin θ①

豎直方向：F_N＋F_Acos θ＝mg②

又　F_A＝BIL＝BL③

聯立①②③得：F_N＝mg－，F＝.（6分）

(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，可知安培力豎直向上．則有F_A＝mg

B_min＝，根據左手定則判定磁場方向水平向右．（4分）

考點：考查受力平衡和對安培力的判斷

點評：明確導體棒受到安培力作用，能夠利用左手定則判斷和求解安培力，能夠結合受力平衡的方法求解涉及安培力的問題