题目内容

2.如图所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流大小为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则下列说法正确的是(  )
A.a受到的磁场力与b受到的磁场力大小相同
B.斜面对a的作用力与其重力之比为$\sqrt{2}$:2
C.将b中电流反向,a仍可能保持静止
D.若将b下移,a可能保持静止

分析 通电导线在磁场中的受到安培力作用,由公式F=BIL求出安培力大小,由左手定则来确定安培力的方向,并根据受力平衡来确定斜面对a的作用力与其重力之比

解答 解:A根据力的相互性可知,a受到的磁场力大小与B受到的磁场力大小相同,故A正确;
B、当导体a处于匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上,则水平向右的安培力、支持力与重力,处于平衡状态,因夹角为45°,mgsin45°=Fsin45°,故F=mg,作用力为${F}_{N}=mgsin45°+Fsin45°=\sqrt{2}mg$,故$\frac{{F}_{N}}{mg}=\sqrt{2}$,故B错误;
C、将b中电流反向,此时a受到水平向左的安培力,故不能处于平衡状态,故C错误;
D、当b竖直向下移动,导体棒间的安培力减小,根据受力平衡条件,当a受力的安培力方向顺时针转动时,只有大小变大才能保持平衡,而安培力在减小,因此不能保持静止,故D错误;
故选:A

点评 学会区分左手定则与右手螺旋定则,前者是判定安培力的方向,而后者是电流周围磁场的方向,并学会受力分析,同时掌握力的合成与分解的法则.

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