Question

如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=5×10^-2kg均为金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属棒一端通过电阻R和电源相连．电阻R=2Ω，电源电动势E=6V，内源内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止（导轨光滑）．求所加磁场磁感强度的大小和方向．

Answer 1

分析：根据闭合电路欧姆定律求出电路中电流的大小，抓住重力和安培力相等，求出磁感应强度的大小，根据左手定则确定磁感应强度的方向．

解答：解：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向水平向右，ab上的电流强度I=

E

R+r+rab

=

6

2+0.5+0.5

A=2A．
F=ILB=mg
B=

mg

IL

=

5×10-2×10

2×0.2

T=1.25T．
根据左手定则，磁感应强度的方向水平向右．
答：所加磁场磁感强度的大小为1.25T，方向水平向右．

点评：本题综合考查了闭合电路欧姆定律及共点力平衡，关键掌握安培力的大小公式，以及会根据左手定则判断安培力、磁感应强度方向和电流方向的关系．