题目内容

2.如图所示,一根长为L、质量为m的绝缘直导体棒位于粗糙的水平面上,棒与水平面间的动摩擦因数为μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,若导体棒中通以垂直于纸面向里的恒定电流I,并施加与导体棒垂直的匀强磁场,要使导体棒能向右做匀速运动,则关于磁场的大小及磁场与水平面的夹角α(如图所示)的说法正确的是(  )
A.当α=90°时磁感应强度最小
B.当α=60°时磁感应强度最大
C.α=30°与α=90°时所需磁感应强度大小相等
D.α>90°时导体棒不可能做匀速运动

分析 对导体棒受力分析,根据共点力平衡表示出磁感应强度的大小,根据三角函数确定即可

解答 解:A、对通电导体棒受力分析可知,FN+BILcosα=mg
BILsinα-μFN=0
联立解得B=$\frac{μmg}{IL(sinα+μcosα)}$=$\frac{μmg}{\sqrt{\frac{4}{3}}ILsin(α+θ)}$,其中$sinθ=\frac{1}{2}$,故当α=60°时,磁感应强度最小,当α大于或小于60°时,磁感应强度都增大,故AB错误
C、代入α=30°与α=90°,此时所需磁感应强度大小相等,故C正确
D、α>90°时导体棒可能做匀速运动,故D错误
故选:C

点评 本题主要考查了通电导体棒在磁场中的共点力平衡,关键是抓住三角函数的关系即可求得

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