题目内容

如图所示,在倾角为θ的光滑斜轨上置有一通有电流I、长L、质量为m的导体棒.

(1)欲使棒静止在斜轨上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少?

方向如何?

(2)欲使棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,所加匀强磁场B的大小是多少?方向如何?

 

答案:
解析:

解析:(1)棒在斜轨上静止时受到三个力的作用:重力、斜轨对棒的支持力和磁场的安培力,如图所示.由于重力的大小方向是确定的,支持力的方向不变,所以当安培力的方向平行斜面向上时磁场力最小.所加磁场的磁感应强度也最小.

由平衡条件有mgsinθ=BIL

得B=

由左手定则可判定磁感应强度B的方向垂直斜面向上.

(2)当棒静止在斜轨上且对斜轨无压力时,棒只受两个力:重力和安培力,如图所示.由于磁场力方向竖直向上,磁感应强度B的方向应为水平向左.

由BIL=mg得B=

答案:(1)mgsinθ/IL  方向垂直斜面向上

(2)mg/IL  方向水平向左

说明:(1)分析受力时,要善于把题中所给的立体图示转化为平面图示,这样做有利于正确地画出物体的受力图.

(2)此题与高一学过的力学平衡问题比较,只不过是多了一个安培力.安培力也是一种性质力,所以不少电磁学问题仍要运用力学的规律来处理.要能够准确熟练地运用左手定则

判断出安培力的方向.

 


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