题目内容

18.如图所示,电源、开关与光滑的金属导轨相连,导轨与水平方向成37°角放置,当导线MN放于导轨上时接通电源,通过MN的电流可达5A,把整个装置放在竖直方向的匀强磁场中,则MN刚好静止,试确定磁场的大小与方向.(MN的质量为10g,长为20m)

分析 导体MN静止,处于平衡状态,所受合力为零,对导体MN进行受力分析,根据平衡条件及左手定则分析答题.

解答 解:磁场方向在竖直方向,由左手定则可知,导体MN所受安培力在水平方向,要使导体MN静止,安培力必须水平向右.
由左手定则可知磁场方向竖直向上.
对MN棒受力分析,根据共点力平衡得
 F=mgtanθ,
又F=BIL,
解得 B=$\frac{mgtanθ}{IL}$=$\frac{0.01×10×tan37°}{5×20}$T=7.5×10-4T
答:磁场的大小为7.5×10-4T,方向竖直向上.

点评 金属棒静止处于平衡状态,所受合力为零,对金属棒正确受力分析,熟练应用左手定则是正确解题的关键.

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