题目内容
【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。
【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。
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