题目内容
(8分)如图所示,倾角为θ=30°的光滑导体滑轨A和B,上端接入一电动势E=3 V、内阻不计的电源,滑轨间距为L=10 cm,将一个质量为m=30 g,电阻R=0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上,若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场,当闭合开关S后,金属棒刚好静止在滑轨上,求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小.
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0.25T 磁场方向垂直导轨面斜向下
试题分析:本题属于共点力平衡问题
合上开关S后,由闭合电路欧姆定律得:
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经分析可知,金属棒受力如图所示,
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金属棒所受安培力:
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沿斜面方向受力平衡:
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以上各式联立可得:
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磁场方向垂直导轨面斜向下(1分)
点评:中等难度。决安培力的平衡问题的分析方法是:(1)首先把立体图画成易于分析的平面图,如侧视图、剖视图或俯视图等; (2)确定导线所在处磁场的方向,根据左手定则确定安培力的方向; (3)结合通电导体、受力分析、运动情况等,根据题目要求列出方程,解决问题.
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