如图a所示,在间距L=0.5m、倾角α=37°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.01kg的通电导体棒ab,电流大小为I=2.0A.为使导体棒ab在斜面上静止

发布时间:2020-08-05 16:11:36

如图a所示,在间距L=0.5m、倾角α=37°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.01kg的通电导体棒ab,电流大小为I=2.0A.为使导体棒ab在斜面上静止,可加一匀强电场.(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中标出电流的方向,并作出ab的受力示意图;求出磁感应强度B1的大小.
(2)若磁感应强度竖直向上,请在图c中做出ab的受力示意图;求出磁感应强度B2的大小.

网友回答

解:(1)棒的电流方向用×表示,受力情况如图,要使杆在斜面上静止,安培力F1与重力必须平衡,导轨对杆ab没有作用力.

根据平衡条件得:F1=mg=0.1N 
则B1===0.1T
(2)棒的受力情况如图

∴F2=mgtan37°=mg=0.075N 
得B2===0.075T
答:(1)若磁感应强度方向水平向左,在图b中标出电流的方向,作出ab的受力示意图如图所示;磁感应强度B1的大小为0.1T.
(2)若磁感应强度竖直向上,在图c中做出ab的受力示意图如图所示;磁感应强度B2的大小为0.075T.
解析分析:(1)若磁感应强度方向水平向左,根据左手定则判断ab所受的安培力方向,作出受力示意图,由平衡条件和安培力公式F=BIL,求出B1的大小;
(2)若磁感应强度竖直向上,根据左手定则判断ab所受的安培力方向,作出受力示意图,由平衡条件和安培力公式F=BIL,求出B2的大小.

点评:本题是通电导体在磁场中平衡问题,关键是分析和计算安培力.
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