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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,...

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?

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①欲使棒静止在斜轨上,棒的受力必须平衡,即棒受到的重力、安培力和轨道的支持力三力平衡.根据作图法分析可知:当安培力沿斜面向上时,安培力最小,要使匀强磁场的磁感应强度B最小,则棒必须与磁场B垂直,根据左手定则判断磁感应强度B的方向,由平衡条件求解B的大小. ②欲使棒静止在斜轨上,且对斜轨无压力,安培力方向必须竖直向上,并且与重力平衡,再由平衡条件求出匀强磁场B的大小,由左手定则判断B的方向. 【解析】 (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 ∴ 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   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. 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.
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考点分析:
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c.定值电阻(阻值1Ω、额定功率5W)
d.定值电阻(阻值10Ω,额定功率10W)
e.滑动变阻器(阻值范围0--10Ω、额定电流2A)
f.滑动变阻器(阻值范围0-100Ω、额定电流1A)
那么,要正确完成实验,电压表的量程应选择    V,电流表的量程应选择    A;R应选择    Ω的定值电阻,R应选择阻值范围是    Ω的滑动变阻器.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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