Question

【題目】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)．現垂直于導軌擱一根質量為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，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？

Answer 1

【答案】（1），

（2）B最小值 此時，方向豎直向上，此時磁感應強度方向水平向左

【解析】（1）從b向a看金屬棒受力如圖所示：

豎直方向：

水平方向：

而 將此式代入上式得

，

（2）要使ab棒受到的支持力為零，令

得到，所以

當時，B最小值 此時，方向豎直向上，依據左手定則，判斷此時磁感應強度方向水平向左。

綜上所述本題答案是：（1），

（2）B最小值 此時，方向豎直向上，此時磁感應強度方向水平向左