题目内容
如图所示,在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源,在相距lm的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab,棒上通过3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)ab棒对导轨的压力;
(3)若要使B取值最小,其方向应如何调整?并求出最小值.
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)ab棒对导轨的压力;
(3)若要使B取值最小,其方向应如何调整?并求出最小值.
(1)棒静止时,受力如图.
则有:F=Gtan60°
即BIL=Gtan60°
解得B=
=
T.
故匀强磁场的磁感应强度大小为
T.
(2)ab棒对导轨的压力与FN大小相等.
FN=
=6N
故ab棒对导轨的压力为6N.
(3)若要使B取值最小,即安培力F最小.显然当F平行斜面向上时,F有最小值,此时B应垂直于斜面向上,且有:
F=Gsin60°
所以BminIL=Gsin60°
Bmin=
=
T.
故当B垂直于斜面向上时,有最小值,为
T.

则有:F=Gtan60°
即BIL=Gtan60°
解得B=
| ||
| IL |
| 3 |
故匀强磁场的磁感应强度大小为
| 3 |
(2)ab棒对导轨的压力与FN大小相等.
FN=
| G |
| cos60° |
故ab棒对导轨的压力为6N.
(3)若要使B取值最小,即安培力F最小.显然当F平行斜面向上时,F有最小值,此时B应垂直于斜面向上,且有:
F=Gsin60°
所以BminIL=Gsin60°
Bmin=
| Gsin60° |
| IL |
| ||
| 2 |
故当B垂直于斜面向上时,有最小值,为
| ||
| 2 |
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