题目内容

如图所示,光滑的平行金属导轨与水平面夹角为45°,两导轨相距0.2m,导轨上有质量m为0.4kg的金属棒MN.当MN棒中通以2A的电流时,金属棒处于静止状态,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中(g取10m/s2),求:
(1)棒MN中的电流方向;
(2)棒MN所受磁场力的大小和方向;
(3)磁感应强度B的大小.
分析:导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡,根据共点力平衡求出安培力的大小和方向,通过安培力的方向确定电流的方向,以及通过安培力的大小公式求出磁感应强度的大小.
解答:解:(1)因为物体受重力、支持力、安培力处于平衡,知安培力的方向水平向右,根据左手定则知电流方向由N→M.
(2)物体受力如图所示,根据共点力平衡得,FA=mgtan45°=4N,方向水平向右.
(3)根据F=BIL得,B=
F
IL
=
4
2×0.2
=10T

答:(1)棒MN中的电流方向N→M
(2)棒MN所受磁场力的大小为4N,方向水平向右.
(3)磁感应强度B的大小为10T.
点评:本题考查安培力大小公式和左手定则以及共点力平衡的综合运用,难度不大,关键能够正确地受力分析,通过平衡进行求解.
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