题目内容

6.如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通过3A的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多大?
(2)导轨对ab棒的支持力为多大?

分析 金属棒受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡,安培力F=BIL,根据平衡条件求解匀强磁场的磁感应强度B和支持力.

解答 解:作出受力侧视图,如图.导体棒处于静止状态,根据平衡条件得
F=mgtan60°=3$\sqrt{3}$N,
FN=$\frac{mg}{cos60°}$=2mg=6N,
导体棒与磁场垂直,F=BIL,则有:B=$\frac{{F}_{安}}{IL}$=$\frac{3\sqrt{3}}{3×1}$=$\sqrt{3}$T
答:(1)匀强磁场的磁感应强度B为$\sqrt{3}$T.
(2)导轨对ab棒的支持力为6N.

点评 本题是通电导体在磁场中平衡问题,关键是分析物体的受力情况,画出力图,原图是立体图,往往画侧视图,便于作力图

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