如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面上水平放置一条L=0.2m长的导线PQ,两端以很软的导线通入,I=5A的电流,方向由P流向Q.当竖直方向有一个B=0.6T的匀强磁场时,PQ恰能静止,求:

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面上水平放置一条L=0.2m长的导线PQ,两端以很软的导线通入,I=5A的电流,方向由P流向Q.当竖直方向有一个B=0.6T的匀强磁场时,PQ恰能静止,求:
(1)导线PQ的重力的大小和该磁场的方向;
(2)若改变匀强磁场的大小和方向,使导线静止在斜面上,且对斜面的压力最小,求该磁场的大小和方向;
(3)若改变匀强磁场的大小和方向,使导线静止在斜面上,且磁感应强度最小,求该磁场的大小和方向.
魔方格

◎ 答案

(1)从P端看截面图,如图

魔方格

由平衡条件可得,G=BIL=0.6×5×0.2×

3
=0.6

3
N

根据左手定则可得磁场的方向:竖直向上.
(2)当安培力和重力平衡时,对斜面压力最小
则有:BIL=mg
所以B=
mg
IL
=
0.6

3
5×0.2
T=0.6

3
T

由左手定则得磁场方向:水平向左
(3)当安培力平行斜面向上时磁感应强度最小,设为B

魔方格

则有BIL=mgsinθ
解得:B=
mgsinθ
IL
=0.3

3
T

由左手定则可得磁场方向为垂直斜面向上.
答:(1)导线PQ的重力的大小0.6

3
N和该磁场的方向竖直向上;
(2)若改变匀强磁场的大小和方向,使导线静止在斜面上,且对斜面的压力最小,求该磁场的大小0.6

3
T和方向水平向左;
(3)若改变匀强磁场的大小和方向,使导线静止在斜面上,且磁感应强度最小,求该磁场的大小0.3

3
T和方向垂直斜面向上.

◎ 解析

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