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精英家教网如图所示,在竖直平面内有两根关于过O点竖直轴对称的夹角为θ的光滑导轨MN和PQ,导轨下端有一固定的水平金属棒ab,长为L1,在导轨上端再放置一根水平金属棒cd,质量为m,导轨上接有电源,使abcd构成回路,回路电流恒为I,垂直于导轨平面有一个磁感应强度为B的匀强磁场.金属棒和导轨之间接触良好,cd棒恰好静止.则cd棒所受磁场力的大小为
 
;cd棒与ab棒之间高度差h为
 
.(已知重力加速度为g)
分析:由题,cd棒处于静止状态,分析其受力情况,根据平衡条件即可求得cd棒所受磁场力的大小.根据安培力公式F=BIL,求出cd棒的长度,由几何知识求解h.
解答:解:cd棒恰好静止,只受到重力和安培力,而且二力平衡,则得cd棒所受磁场力的大小为F=mg;
由F=BIL得,L=
mg
BI

根据几何知识得:h=
L-L1
2tan(
θ
2
)

代入解得,h=
(
mg
Bl
-L1)
2tan(
θ
2
)

故答案为:mg,
(
mg
Bl
-L1)
2tan(
θ
2
)
点评:本题是简单的通电导体在磁场中平衡问题,关键是根据几何知识求解h.
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