Question

4．如图，平行倾斜的光滑导轨宽度为0.2m，上端连接图示的电源E，当导体棒ab垂直放在导轨上时，有2.5A电流的通过棒，已知棒的质量为0.1kg，轨道倾角θ=30°，g=10m/s²．则下列说法正确的是（　　）

• A． 如果加上磁感应强度B=2 T的匀强磁场，则棒所受安培力F一定是1 N
• B． 如果发现棒所受的安培力F=0，则一定没有加磁场
• C． 如果所加的匀强磁场的B=0.5T，要使棒静止，则滑动变阻器R的滑片必须上滑
• D． 如果所加匀强磁场的B=2T，则棒不能静止在导轨上

Answer 1

分析 A、金属棒与磁场方向垂直，根据安培力公式F=BIL，求出安培力的大小；若不垂直则安培力则小于此值；
B、若没有安培力，则可能没有磁场，也可能没通电，也可能通电导线与磁感线平行；
C、根据受力分析，由力的大小与方向来确定能否静止导轨；
D、根据所加磁场大小，结合安培力的大小公式，来确定棒能否静止．若不能，则通过改变安培力大小来判定．

解答 解：A、由题意可知，当所加磁感应强度B=2 T的匀强磁场时，若是垂直于导轨，则根据安培力公式F=BIL=2×2.5×0.2N=1N；
若不垂直导轨，则安培力一定小于1N，因为与导线垂直方向分解的磁感应强度变小所导致的，故A错误；
B、没有安培力，则可能没有磁场，也可能没通电，也可能通电导线与磁感线平行，故B错误；
C、如果所加的匀强磁场的B=0.5T，若磁场与导轨垂直，若使棒处于静止，则安培力大小为0.5N，因此必须为5A才能确保处于平衡．故滑片应上移，减小电阻；故C正确；
D、如果所加匀强磁场的B=2T，改变磁场方向，可以使物体受力平衡，故D错误；
故选：C

点评 本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题，关键在于安培力的分析和计算，比较容易．在匀强磁场中，当通电导体与磁场垂直时，安培力大小F=BIL，方向由左手定则判断．