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
,方向垂直斜面向上.mgsinα IL
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
,方向水平向左.mg IL