题目内容

(2011?皇姑区一模)两条间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E,导轨平面与水平面夹角θ=30°.金属杆ab垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好.整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与竖直成30°斜向上,如图所示,此时金属杆ab刚好处于静止状态.采取以下措施后,仍可以使金属杆处于静止状态的有(  )(忽略此过程中产生的感应电流)
分析:对初始状态进行受力分析,得出重力与安培力的关系.改变条件后再次受力分析,判断沿斜面方向上能否平衡.
解答:解:A.根据初始条件受力分析知mgsinθ=BIL,将磁场方向改为竖直向上,安培力变为水平方向,此时只需比较mgsinθ与BILcosθ的大小,I还减小,可知mgsinθ>BILcosθ,不能处于静止状态.故A错误.
B.通过受力分析发现,增大倾角θ,重力沿斜面向下的分力增大,电流增大,安培力沿斜面方向的分力也增大,两个分力仍能平衡,所以金属杆能处于静止状态.故B对.
C.增大倾角θ,磁场方向改为水平向左,安培力方向变成竖直向上,mg≠BIL,所以金属棒不能平衡.故C错.
D.减小倾角θ,重力沿斜面向下的分力减小,节滑动变阻器使连入电路中的电阻减小,电流增大,安培力增大,通过力图分析,重力沿斜面向下的分力小于安培力沿斜面向上的分力,所以不能平衡.故D错.
故选B.
点评:解决本题的关键是正确地进行受力分析然后通过正交分解去分析.
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