Question

两条间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面夹角θ=30°．金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与竖直成30°斜向上，如图所示，此时金属杆ab刚好处于静止状态．采取以下措施后，仍可以使金属杆处于静止状态的有（ ）（忽略此过程中产生的感应电流）

A．将磁场方向改为竖直向上，同时减小B，其他条件不变
B．增大倾角θ同时调节滑动变阻器使电流增大，其他条件不变
C．增大倾角θ，磁场方向改为水平向左，其他条件不变
D．减小倾角θ，同时调节滑动变阻器使连入电路中的电阻减小，
其他条件不变

Answer

对初始状态进行受力分析，得出重力与安培力的关系．改变条件后再次受力分析，判断沿斜面方向上能否平衡．
【解析】
A．根据初始条件受力分析知mgsinθ=BIL，将磁场方向改为竖直向上，安培力变为水平方向，此时只需比较mgsinθ与BILcosθ的大小，I还减小，可知mgsinθ＞BILcosθ，不能处于静止状态．故A错误．
B．通过受力分析发现，增大倾角θ，重力沿斜面向下的分力增大，电流增大，安培力沿斜面方向的分力也增大，两个分力仍能平衡，所以金属杆能处于静止状态．故B对．
C．增大倾角θ，磁场方向改为水平向左，安培力方向变成竖直向上，mg≠BIL，所以金属棒不能平衡．故C错．
D．减小倾角θ，重力沿斜面向下的分力减小，节滑动变阻器使连入电路中的电阻减小，电流增大，安培力增大，通过力图分析，重力沿斜面向下的分力小于安培力沿斜面向上的分力，所以不能平衡．故D错．
故选B．