问题
选择题
如图所示,两平行金属导轨CD、EF间距为L,与电动势为E的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计.为使ab棒静止,需在空间施加的匀强磁场磁感强度的最小值及其方向分别为( )
A.
,水平向右mgR El
B.
,垂直于回路平面向上mgRcosθ El
C.
,竖直向下mgRtanθ El
D.mgRsinθ El,垂直于回路平面向下
答案
对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图
从图象可以看出,当安培力沿斜面向上时,安培力最小;
故安培力的最小值为:FA=mgsinθ,故磁感应强度的最小值为
B=
=FA IL mgsinθ IL
根据欧姆定律,有
E=IR
故
B=mgRsinθ EL
故选D.