Question

如图15-2-10所示，在倾角为θ的光滑斜轨上置有一通有电流I、长L、质量为m的导体棒.

图15-2-10

(1)欲使棒静止在斜轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少?方向如何?

(2)欲使棒静止在斜轨上，且对斜轨无压力，所加匀强磁场B的大小是多少?方向如何?

Answer 1

解析：(1)棒在斜轨上静止时受到三个力的作用：重力、斜轨对棒的支持力和磁场的安培力，如图15-2-11所示.由于重力的大小方向是确定的，支持力的方向不变，所以当安培力的方向平行斜面向上时磁场力最小，所加磁场的磁感应强度也最小.

图15-2-11

    由平衡条件有mgsinθ=BIL

    得 B=

    由左手定则可判定磁感应强度B的方向垂直斜面向上.

(2)当棒静止在斜轨上且对斜轨无压力时，棒只受两个力：重力和安培力，如图15-2-12所示.由于磁场力方向竖直向上，磁感应强度B的方向应为水平向左.

    由BIL=mg得B=.

图15-2-12

答案：(1)mgsinθ/IL  方向垂直斜面向上  (2)mg/IL  方向水平向左