题目内容
【题目】如图,垂直纸面放置的金属棒用绝缘丝线悬挂在O点,金属棒的质量m=0.1Kg、长度L=0.5m,棒中通有垂直纸面向里的电流。在竖直面内加上匀强磁场,金属棒平衡时丝线与竖直方向间夹角,棒中电流强度I=2A,重力加速度g=10m/s2。关于所加磁场,下面判断正确的是
A.磁场的方向可能垂直丝线向右上方
B.若所加磁场的磁感应强度大小B=0.8T,那么磁场的方向是唯一确定的
C.若所加磁场的方向与丝线平行,那么磁场的磁感应强度数值最小
D.只要所加磁场的磁感应强度大小确定,丝线上的拉力大小也就唯一确定
【答案】C
【解析】
金属棒受重力、绳子拉力和安培力,三力平衡,受力分析如图所示,故安培力一定与拉力和重力的合力大小相等,如图所示弧形区域的反方向,故安培力一定与拉力和重力的合力大小相等,如图所示弧形区域的反方向。
A.若磁场的方向垂直实线向右上方的话,那么安培力的方向就沿丝线向下,从受力角度上可以看出此时无法平衡,故A错误 ;
B.若所加磁场的磁感应强度大小B=0.8T,只要安培力大小与拉力和重力的合力大小相等,反向相反即可,故磁场方向不确定,故B错误;
C.根据上图可知,当安培力与绳子拉力垂直时,安培力最小,磁感应强度最小,根据左手定则可判,此时所加磁场的方向与丝线平行,故C正确;
D.所加磁场的磁感应强度大小确定,由于磁场方向不确定,故安培力不确定,绳子拉力则不确定,只要满足三力合力为零即可,故D错误。
故选C。
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