Question

15．如图所示，用两橡皮筋竖直悬挂重2N的金属棒AB处于磁场中，金属棒两端连接着导线（导线对金属棒的作用力忽略不计），当棒中通以由A流向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态；现让电流由B流向A，金属棒仍静止，每根橡皮筋受到的力为2N，金属棒除受到的橡皮筋的力和重力外，还受磁力，此时的方向为竖直向下．

Answer 1

分析 当棒中通以由A流向B的电流时，橡皮筋处于松弛状态，说明了导线AB受到了一个向上的磁场力的作用；
影响通电导体受力方向的因素有电流方向和磁场方向；
影响通电导体受力大小的因素有电流的大小和磁场的强弱；
先分析金属棒中电流由A流向B时的受力情况，并求出磁场力的大小，然后根据应用磁场力大小的因素判断橡皮筋受到的力．

解答 解：通过分析可知：当棒中通以由A流向B的电流时，导体AB受到了两个力的作用：竖直向下的重力和竖直向上的磁场力．由于金属棒静止，故金属棒受到的重力等于金属棒受到竖直向上的磁力；
当棒中通以由B流向A的电流时，则导体AB受到了四个力的作用：重力、磁力以及两根橡皮筋受到的拉力；根据影响磁力方向和大小的因素可知，磁力的大小不变，方向发生改变；即金属棒除受到的橡皮筋的力和重力外，还受磁力作用，此时的方向为竖直向下；
根据二力平衡的条件和力的合成可知，金属棒受到竖直向上的拉力等于竖直向下的重力和磁力之和，故每根橡皮筋受到的力：F=$\frac{1}{2}$（2N+2N）=2N．
故答案为：2；磁；竖直向下．

点评 本题考查磁场力的有关问题，解答此题的关键是对导体AB进行正确的受力分析．