题目内容
在倾角为θ的斜面上放置一段通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒a,电流方向垂直纸面向里,如图1所示,棒与斜面间的摩擦因数μ<tanθ,欲使导体棒静止在斜面上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值是多少?
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见试题分析
【试题分析】
受力分析如图3所示,先利用平行四边形法则作出支持力和摩擦力的合力F1,依据题意 μ<tanθ得两力的合力F1的方向一定是竖直偏左,设它与支持力方向的夹角为α,根据摩擦力与支持力的关系式 Fμ=μN得tanα=
=μ,表示α是一个定值,也说明了两力的合力方向是一定的.再求出F1与G的合力F的最小值,显然当F1与G的合力F与F1垂直时有最小值,根据力的平衡条件得最小的安培力应该与F 平衡.
从图中可以得到 β=θ-α
所以 F=mgsinβ=mgsin(θ-α)=mg(sinθcosα-cosθsinα)
又因为sinα=
=![]()
cosα=![]()
代入上式得,安培力最小值为
Fmin=F=![]()
最小的磁感应强度Bmin=
,其方向与F 垂直,向上与支持力FN成α=arctanμ的角.
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练习册系列答案
相关题目
如图所示,在倾角为a的斜面上,放一质量为m的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中,则有![]()
| A.斜面对球的支持力逐渐减小 |
| B.斜面对球的支持力先减小后增大 |
| C.挡板对小球的弹力先减小后增大 |
| D.挡板对小球的弹力先增大后减小 |