问题
计算题
水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个磁感应强度大小为B范围较大的匀强磁场，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方。问：
（1）当ab棒静止时，ab棒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？
答案
解：（1）Fx合＝F摩－Fsinθ＝0 ①
Fy合＝FN＋Fcosθ－mg＝0 ②
F＝BIL＝B
L ③
解①②③式得FN＝mg－
，F摩＝
sinθ
（2）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，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＝mg，即Bmin
L＝mg。解得最小磁感应强度Bmin＝
，由左手定则判断出这种情况B的方向应水平向右