问题 问答题

如图所示,在倾角为α的光滑金属斜轨上,有一通有电流I、长为L、质量为m的导体棒,导体棒与斜轨垂直.求:

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的大小为多少?方向如何?

答案

(1)导体棒受力如图1所示,根据作图法分析可知,当安培力与支持力垂直,即沿斜面向上时,安培力最小.当导体棒与磁感应强度B垂直时,B最小.

受力图如下图2所示,由平衡条件得 

  BIL=mgsinα

B=

mgsinα
IL

根据左手定则判断可知,B的方向:垂直斜面向上.

(2)导体棒对斜面无压力时,其所受安培力应竖直向上,受力图如图3所示.

则磁感应强度B方向:水平向左

由 B′IL=mg得

  B/=

mg
IL

答:

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

mgsinα
IL
,方向垂直斜面向上.

②欲使棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,所加匀强磁场B的大小为

mg
IL
,方向水平向左.

单项选择题
单项选择题