水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L=1m,M和P之间接入电动势为E=10V的电源(不计内阻).现垂
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解题思路:(1)根据左手定则正确判断出导体棒ab所受安培力的方向,然后对棒ab正确进行受力分析,根据所处平衡状态列方程即可正确求解;

(2)根据受力图可知当重力等于安培力时,B最小,根据左手定则可以正确判断磁场B的方向.

(1)根据左手定则可知,棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方,其受力截面图为:

Fx合=F-Fsinθ=0①

Fy合=FN+Fcosθ-mg=0②

F=BIL=B[E/R]L ③

解①②③式得:FN=mg-[BLEcosθ/R]=8N;F=[BLE/R]sinθ=1.5N.

故当ab棒静止时,ab棒受到的支持力为8N,摩擦力为1.5N.

(2)要使ab棒受的支持力为零,其静摩擦力必然为零,根据(1)问中受力图可知:满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反,所以有:

F=BIL=mg,即:Bmin[E/R]L=mg.

解得最小磁感应强度:Bmin=[mgR/EL]=2T,由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右.

故要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少2T,方向应水平向右.

点评:

本题考点: 安培力;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用;左手定则.

考点点评: 本题借助物体的平衡考查了安培力的大小和方向问题,是考查学生能力的好题.