题目内容

9．光滑导轨与水平面成θ=37°，导轨宽L=0.2m，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B，金属杆长也为L，质量为m=0.02kg，水平放在导轨上．电源的电动势为E=1.5V，内阻为r=0.5Ω，金属杆电阻为R=1Ω，其余电阻不计．要使金属杆静止在导轨上，则磁感应强度B的大小的多少？若匀强磁场的方向未知，要使金属杆静止在导轨上，则磁感应强度B的最小值是多少？此时的方向如何？（g=10m/s2，sin37°=0.6）

分析 B的方向改为竖直向上时，安培力方向水平向右，根据平衡条件求安培力大小，进而求出磁场大小，当安培力方向沿斜面向上时所需安培力最小，磁场强度有最小值；

解答 解：（1）当磁场方向竖直向下时，受力分析如图所示，有mgsinθ=Fcosθ
F=BIL
$I=\frac{E}{R+r}=1A$
解得：B=0.75T
（2）若磁场方向未定，让金属杆静止，而要求磁感应强度最小，则受力分析如图所示，有mgsinθ=F′=BminIL
Bmin=0.6T   
根据左手定则，可知磁场方向为垂直于斜面向下．    
答：使金属杆静止在导轨上，则磁感应强度B的大小为0.76T；磁感应强度B的最小值是0.6T，此时的方向垂直于斜面向下

点评 本题考查受力平衡问题，会用左手定则判断安培力方向，解题方法同力学方法相同．

练习册系列答案
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