题目内容

如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,导体棒中通有大小为I、方向垂直纸面向里的电流,欲使导体棒静止在斜面上,可以加方向垂直于导体棒的匀强磁场.求:
(1)若匀强磁场的方向在水平方向,则磁场方向向左还是向右?磁感应强度为多大?
(2)若匀强磁场的方向在竖直方向,则磁场方向向上还是向下?磁感应强度为多大?
(3)沿什么方向加匀强磁场可使磁感应强度最小?最小为多少?

【答案】分析:根据左手定则:伸开左手,拇指与手掌垂直且共面,磁感线向里穿过手心,四指指向电流方向,大拇指指向为安培力方向,可以判断安培力的方向,根据磁感应强度的定义式 可以求出磁感应强度的大小.
解答:解:(1)根据左手定则可知安培力方向水平向左:
由BIL=mg 得:
故磁场方向向左,磁感应强度大小为:
(2)根据左手定则可知磁场方向竖直向上:
由 BIL=mgtanα,得:
故磁场方向向上,大小为:
(3)根据左手定则可知方向垂直斜面向上:
由 BIL=mgsinα,得:
故当磁场方向垂直斜面向上时最小,最小为:
点评:解答本题的关键是熟练应用左手定则,明确磁场方向、安培力方向、电流方向三者之间的关系,知道安培力方向既与电流方向垂直,又与磁场方向垂直.
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