题目内容

4.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ,一根质量为m的导体棒垂直导轨放置,欲使导体棒静止,可加一垂直于导体棒的匀强磁场,当磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中,导体棒始终静止,则磁场的磁感应强度B的大小变化情况为(  )
A.先减小后增大B.先增大后减小C.逐渐增大D.逐渐减小

分析 本题中导体棒受三个力,重力G、支持力FN和安培力FA,三力平衡,合力为零,其中重力的大小和方向都不变,支持力的方向不变,安培力的方向由沿斜面向上逐渐变为竖直向上,根据平行四边形定则分析.

解答 解:对导体棒受力分析,受重力G、支持力FN和安培力FA,三力平衡,合力为零,将支持力FN和安培力FA合成,合力与重力相平衡,如图
从图中可以看出,安培力FA一直变大,由于FA=BIL,其中电流I和导体棒的长度L均不变,故磁感应强度渐渐变大;
故选:C.

点评 三力平衡的动态分析问题是一中常见的问题,其中一个力大小和方向都不变,一个力方向不变、大小变,第三个力的大小和方向都变,根据平行四边形定则做出力的图示分析即可.

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