如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流强度为I,要求导体棒ab静止在斜面上.求:(1)若磁场方向竖直向上,则磁感

◎ 题目

如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流强度为I,要求导体棒ab静止在斜面上.求:
(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?
(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度的大小方向如何?

◎ 答案

(1)若磁场方向竖直向上,从a向b观察,导线受力情况如图甲所示.
由平衡条件得:
在水平方向上:F-FNsinθ=0
在竖直方向上:mg-FNcosθ=0
其中F=BIL,联立以上各式可解得:
B=
mgtanθ
IL

(2)若要求磁感应强度最小,则一方面应使磁场方向与通电导线垂直,另一方面应调整磁场方向使与重力、支持力合力相平衡的安培力最小.
如图乙所示,由力的矢量三角形讨论可知,当安培力方向与支持力垂直时,安培力最小,对应磁感应强度最小,设其值为Bmin,则:
BminIL=mgsinθ,
得:Bmin=
mgsinθ
IL

根据左手定则判定知,该磁场方向垂直于斜面向上.
答:(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为
mgtanθ
IL

(2)若要求磁感应强度最小,磁感应强度的最小值为
mgsinθ
IL
.方向垂直于斜面向上.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,通电导体棒ab质量为m、长为L,水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流强度为I,要求导体棒ab静止在斜面上.求:(1)若磁场方向竖直向上,则磁感…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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