問題詳情:
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).現垂直於導軌擱一根質量為m,電阻為R的金屬棒ab,並加一個範圍較大的勻強磁場,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,如圖所示,問:
(1)當ab棒靜止時,受到的支援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棒所受支援力為零,B的大小至少為多少?此時B的方向如何?
【回答】
解:從b向a看其受力如圖所示.
(1)水平方向:f=FAsinθ…①
豎直方向:N+FAcosθ=mg…②
又FA=BIL=BL…③
聯立①②③得:N=mg﹣,f=.
(2)使ab棒受支援力為零,且讓磁場最小,可知所受安培力豎直向上,
則有FA=mg
解得:Bmin=,根據左手定則判定磁場方向水平向右.
答:(1)當ab棒靜止時,受到的支援力和摩擦力分別為N=mg﹣,f=.
(2)B的大小至少為,此時B的方向水平向右.
知識點:磁場對通電導線的作用力
題型:計算題