Question

6．如图（a）所示．在间距L=1m、倾角α=37°的光滑倾斜导轨上，水平地放着-质量为m=0.01kg的通电导体棒ab，电流大小为I=5.0A．为使导体棒ab在斜面上静止．可加一匀强磁场．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g
=10m/s²）
（1）若磁感应强度方向水平向左，请在图（b）中作出ab的受力示意图；求出磁感应强度B₁的大小．
（2）求：使导体棒ab在斜面上静止的最小磁感应强度B₂的大小，并请在图（c）中做出ab的受力示意图．

Answer 1

分析 （1）先根据左手定则判断安培力F的方向，要使导体棒静止，则F=G，求出磁感应强度B₁的大小；
（2）要求使导体棒ab在斜面上静止的最小磁感应强度B₂的，则安培力方向沿着斜面向上，大小F=mgsinα，可以求出最小的磁感应强度；

解答 解：（1）若磁感应强度方向水平向左，电流方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，安培力F的方向竖直向上
作出导体棒的受力示意图如图甲所示
根据平衡条件有F=B₁IL=mg
解得B₁=0.02T
（2）要求使导体棒ab在斜面上静止的最小磁感应强度B₂的，则安培力方向沿着斜面向上，受力示意图如图乙所示
根据平衡条件有F=B₂IL=mgsinα
解得B₂=0.012T
根据左手定则可知，B₂的方向垂直于斜面向上
答：（1）若磁感应强度方向水平向左，在图（b）中作出ab的受力示意图如图甲所示；磁感应强度B₁的大小为0.02T．
（2）使导体棒ab在斜面上静止的最小磁感应强度B₂的大小为0.012T，在图（c）中做出ab的受力示意图如图乙所示．

点评 本题利用临界条件计算磁感应强度的大小，要注意受力分析列出方程进行求解，平时注意积累临界条件，灵活应用．