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，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻)．現垂直于導軌放置一根質量為m、電阻為R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，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如右圖所示，

問：(1)當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？

(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，求此時的B？

 

Answer 1

【答案】

(1)mg－　　(2) 　方向水平向右

【解析】

試題分析：從b向a看其受力如圖所示．

(1)水平方向：

F_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_f＝.

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

B_min＝，

根據左手定則判斷磁場方向水平向右．

考點：考查安培力的計算和受力平衡的分析

點評：對于導體棒在磁場中的平衡問題，要能夠靈活應用左手定則判斷安培力的方向和計算，本題中以導體棒為研究對象，受力分析是解決本題的關鍵，難度中等