水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于...
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水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
【回答】
解:从b向a看其受力如图所示.
(1)水平方向:f=FAsinθ…①
竖直方向:N+FAcosθ=mg…②
又FA=BIL=BL…③
联立①②③得:N=mg﹣,f=.
(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知所受安培力竖直向上,
则有FA=mg
解得:Bmin=,根据左手定则判定磁场方向水平向右.
答:(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力分别为N=mg﹣,f=.
(2)B的大小至少为,此时B的方向水平向右.
知识点:磁场对通电导线的作用力
题型:计算题
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