Question

【题目】如图所示，在与水平面成角的光滑金属导轨间连一电源，在相距为的光滑且平行的金属导轨上放一质量为的金属棒，通以的由b向a的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。（取）求：

(1)匀强磁场的磁感应强度的大小；

(2)棒对导轨的压力的大小；

(3)若要取最小值，请求出该磁感应强度的方向和大小。

Answer 1

【答案】(1)(2)6N(3)当B垂直于斜面向上时，有最小值为

【解析】

(1)金属棒ab受到重力mg、导轨的支持力FN和安培力F作用，力图如图所示

根据平衡条件得

解得

(2)ab棒对导轨的压力与FN大小相等，则有

(3)若要使B取值最小，即安培力F最小．显然当F平行斜面向上时，F有最小值，此时B应垂直于斜面向上，且有

所以

解得

故当B垂直于斜面向上时，有最小值。