问题 问答题

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.

答案

(1)棒静止时,受力如图.

则有:F=Gtan60°

即BIL=Gtan60°

解得B=

3
G
IL
=
3
T.

故匀强磁场的磁感应强度大小为

3
T.

(2)ab棒对导轨的压力与FN大小相等.

FN=

G
cos60°
=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=

Gsin60°
IL
=
3
2
T.

故当B垂直于斜面向上时,有最小值,为

3
2
T.

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