题目内容
【题目】如图所示,在倾角为θ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,一匀强磁场垂直于斜面向下,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上.(重力加速度为g)
分析、判断导体棒所受安培力的方向,
匀强磁场的磁感应强度的大小。
若磁场方向可以变化,要保持导体棒静止在斜面上,试再举出两个可能的磁场方向,并分析说明磁感应强度B的大小。
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【答案】(1)沿斜面向上;(2)
;(3)①水平向左,
;②竖直向下, ![]()
【解析】(1)根据左手定则知,安培力的方向沿斜面向上.
(2)根据共点力平衡知,磁场的方向垂直斜面向下,安培力为:
FA=BIL=mgsinθ
解得:
.
(3)要使导体棒静止在斜面上,则导体棒应受力平衡,故只要保证安培力与支持力的合力大小等于重力方向向上即可;如图所示;
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方向可取安培力竖直向上和安培力水平向左两种情况;
若安培力竖直向上,则此时有:mg=BIL
解得:
;
由左手定则可知,磁场方向水平向左;
若安培力水平向左,则根据几何关系可知:F=mgtanθ
由BIL=F=mgtanθ可得:
由左手定则可知,磁场方向竖直向下;
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