Question

【題目】如圖所示，形金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）CDEF固定在絕緣的水平面上，兩根金屬導(dǎo)軌間寬為L，C、E間有電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根金屬棒MN，金屬棒電阻為R，質(zhì)量為m，垂直金屬棒施加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，求：

(1)當(dāng)MN棒靜止時(shí)，受到的支持力和摩擦力各為多少？

(2)若金屬棒MN所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，已知MN棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù),B的大小和水平面夾角均能改變，要使MN棒剛好發(fā)生滑動時(shí)，B的大小至少為多大?此時(shí)B與水平面的夾角為多少?

Answer 1

【答案】（1） ， （2）,

【解析】

（1）對MN棒：水平方向：

豎直方向：

有

聯(lián)立得：

（2）當(dāng)剛好發(fā)生相對滑動時(shí)

即

將數(shù)據(jù)帶入：

最小值為，此時(shí)

另解:顯然當(dāng)剛好發(fā)生相對滑動時(shí)，最大靜摩擦力和夾角一定，此時(shí)即，因此，和合力必沿虛線方向，當(dāng)垂直于虛線是取得最小值：，,此時(shí)B沿虛線方向，與水平方向夾角