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如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当...

如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当导体棒中通以垂直于纸面向里的电流I并置于竖直向上的匀强磁场中时,导体棒恰好能静止在斜面上,试求该磁场的磁感应强度是多大?如果要保持导体棒在斜面上静止且要所加磁场的磁感应强度最小,则所加磁场的方向应该怎样?最小的磁感应强度多大?

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导体棒静止在斜面上,受到三个力作用而平衡:重力、安培力和斜面的支持力,导体棒与磁场方向垂直,安培力大小为FA=BIL,根据平衡条件列方程求解B.要保持导体棒在斜面上静止且要所加磁场的磁感应强度最小,则磁场方向必须与导体棒垂直,此时安培力FA=BIL,而当安培力沿斜面向上,安培力最小,则此时B最小,由左手定则判断B的方向.根据平衡条件求解B的最小值,由左手定则判断B的方向. 【解析】 (1)根据平衡条件得       mgsinα=BILcosα      (2)当FA平行于斜面向上时B最小,     即:BIL=mgsinα           B的方向垂直于斜面向上 答:磁场的磁感应强度为.   要保持导体棒在斜面上静止且要所加磁场的磁感应强度最小,B的方向垂直于斜面向上,最小值为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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