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精英家教网如图所示,两倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L,电阻不计,导轨平面与水平方向的夹角为θ.导轨上端接入一内电阻可忽略的电源,电动势为E.一粗细均匀的金属棒电阻为R.金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好,欲使金属棒静止于导轨上不动,则以下说法正确的是(  )
分析:通电导线垂直处于匀强磁场中,则由电流方向结合左手定则可得安培力的方向,再由安培力、重力及支持力处于平衡可求得安培力的大小.根据公式F=BIL可确定磁场的方向与大小.
解答:解:A、当加竖直向下的匀强磁场时,导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力,如图所示,根据共点力平衡有:mgtanθ=BIL,I=
E
R
,所以B=
mgRtanθ
EL
.精英家教网故A正确.
B、加竖直向上的匀强磁场,安培力方向水平向左,导体棒不可能处于平衡.故B错误.
C、当安培力方向与支持力方向垂直时,安培力最小,最小值为mgsinθ,则BIL=mgsinθ,I=
E
R
,所以B的最小值为
mgRsinθ
EL
.故C正确.
D、棒原来处于静止状态,则可能是BIL=mg,当棒的直径为原来2倍时,则电阻减小原来4倍,电流变大原来4倍,而质量也变为原来4倍.所以棒仍不动.故D错误.
故选AC.
点评:由于棒所处平衡位置,那么安培力的方向不同,导致安培力的大小不同,从而得出不同的磁感应强度大小与方向.D选项中,当直径变化时,电流虽然变化,但质量也同时变化,且变化相同,所以仍处于平衡状态.
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