如图所示,在倾角为θ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,一匀强磁场垂直于斜面向下,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上.(重力加速度为g)

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-09-27 10:19:21 高中物理

如图所示,在倾角为θ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,一匀强磁场垂直于斜面向下,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上.(重力加速度为g)

分析、判断导体棒所受安培力的方向,

匀强磁场的磁感应强度的大小。

若磁场方向可以变化,要保持导体棒静止在斜面上,试再举出两个可能的磁场方向,并分析说明磁感应强度B的大小。

1

【答案】

(1)沿斜面向上;(2)1 ;(3)①水平向左, 2;②竖直向下, 3

【解析】

(1)根据左手定则知,安培力的方向沿斜面向上.

(2)根据共点力平衡知,磁场的方向垂直斜面向下,安培力为:

FA=BIL=mgsinθ

解得:1

(3)要使导体棒静止在斜面上,则导体棒应受力平衡,故只要保证安培力与支持力的合力大小等于重力方向向上即可;如图所示;

2

方向可取安培力竖直向上和安培力水平向左两种情况;

若安培力竖直向上,则此时有:mg=BIL

解得:3

由左手定则可知,磁场方向水平向左;

若安培力水平向左,则根据几何关系可知:F=mgtanθ

由BIL=F=mgtanθ可得:4

由左手定则可知,磁场方向竖直向下;

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