题目内容
如图12所示,在倾角为30°的光滑斜面上沿水平方向(垂直纸面的方向)放置一根长为l、质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向如图示。以水平向右为x正方向,竖直向上为y正方向,建立直角坐标系。
(1)若加一垂直斜面向上匀强磁场,使导体棒在斜面上保持静止,求磁场的磁感强度B1的大小。
(2)若要求所加的方向平行于xOy平面的匀强磁场对导体棒的安培力的方向水平向左,仍使导体棒在斜面上保持静止,求这时磁场的磁感强度B2的大小和方向。
(3)如果磁场的方向限定在xOy平面内,试确定使导体棒在斜面上保持静止的匀强磁场B所有可能的方向。
答案:(1)
(2)根据左手定则可知,磁场方向竖直向上,这时导体棒受力示意图如右图,
得
(3)可用三种方式表述
①磁场B的方向应在水平向右至沿斜面向上的范围内,包括水平向右,但不包括沿斜面向上; ②B与x轴正向间的夹角θ满足0°≤θ<150°(或θ∈[0,)﹚; ③如图所示
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