Question

【题目】如图所示，相距20 cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为 ，上面放着质量为80 g的金属杆 ab ，整个装置放在 B =0.2T的匀强磁场中。

(1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流？

(2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通过多大的电流？

Answer 1

【答案】（1）15A（2）12A

【解析】试题分析：对金属棒进行受力分析，金属棒静止，金属棒处于平衡状态，所受合力为零，

根据平衡条件及安培力即可求出电流。

（1）当磁场方向竖直向下，导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力，如图所示：

由于杆静止，根据平衡条件可得： F=mgtan37°
又因为安培力为：F=BIL
联立代入数据解得：I=15A

（2）当磁场的方向垂直于垂直斜面向下，导体棒受重力、支持力和沿斜面向上的安培力，如右图所示：

由于杆静止，根据平衡条件可得：F1=mgsin37°

又因为安培力为：F1=BI1L
联立解得：I1=12A