题目内容

【题目】如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的最小磁感应强度的大小、方向为( )

A.B= tanθ、竖直向上
B.B= tanθ、竖直向下
C.B= sinθ、平行悬线向下
D.B= sinθ、平行悬线向上

【答案】D
【解析】解:要求所加磁场的磁感强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向线不变,有力的矢量三角形可知,

安培力的最小值为安培力与绳子的拉力垂直,即:

Fmin=mgsinθ.

有:ILBmin=mgsinθ,

得:Bmin= ,由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上.故D正确,ABC错误.

故选:D.

【考点精析】掌握安培力和感应电流的方向是解答本题的根本,需要知道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;通电导体在磁场中受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关.(左手定则).

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