题目内容

【题目】在倾角为θ的光滑斜面上,放置一段通有电流强度I,长度L,质量m的导体棒a(电流方向向里),如图所示.

①若空间中有竖直向上的匀强磁场,则磁场强度B1是多大?
②若磁场方向任意,要使导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力,匀强磁场磁感应强度B2的大小和方向如何?

【答案】解:①若磁场方向竖直向上,由导线受力情况可知由平衡条件得:

在水平方向上:F﹣FNsinθ=0
在竖直方向上:mg﹣FNcosθ=0
其中F=B1IL,联立以上各式可解得:
答:若空间中有竖直向上的匀强磁场,要使导体棒静止在斜面上,则磁感应强度B是
②当安培力与重力平衡时,导体棒对地面没有压力,则有:F=mg,F=B2IL,

得: ;B2的水平向左
答:若磁场方向与纸面平行,要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,所加的匀强磁场的磁感应强度B的大小为 ,方向水平向左.
【解析】(1)对导体棒受力分析,根据共点力平衡求出安培力的大小,从而根据安培力的公式求出磁感应强度的大小.(2)当棒子对斜面无压力,则导体棒所受重力和安培力平衡,根据平衡,结合安培力的公式求出磁感应强度的大小,根据左手定则判断磁感应强度的方向.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用安培力的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.

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