Question

9．如图所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面向里的匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度B=0.5T，导体棒长L=1m，质量m=0.5kg，重力加速度g=10m/s²．当导体棒中通以从A到B的电流时，
①判断导体棒所受安培力的方向；当电流I=2A时，求导体棒所受安培力的大小F．
②导体棒中通过的电流I′为多大时，细线中拉力刚好为0？

Answer 1

分析 （1）通过左手定则判断出方向，由公式F=BIL可以直接求出安培力大小．
（2）根据受力平衡的条件即可求出电流的大小．

解答 解：（1）通过左手定则可知受到的安培力竖直向上，导体棒长为L=1m，磁感应强度B=2T，电流为2A，并且导体棒和磁场垂直，所以导体棒受到的安培力大小为：
F=BIL=0.5×2×1N=1N，
（2）若悬线拉力恰好为零，说明重力和安培力大小相等，即：
mg=BIL
所以有：I=$\frac{mg}{BL\\;}=\frac{5}{0.5×1}A=10A$，
答：（1）安培力方向向上，此时棒AB受到的安培力F的大小为1N；
（2）导体棒中通过的电流I′为10A时，细线中拉力刚好为0．

点评 本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．