Question

6．如圖所示，在與水平方向成60°角的光滑金屬導(dǎo)軌間連一電源，在相距1m的平行導(dǎo)軌上放一重力為3N的金屬棒ab，棒上通過3A的電流，磁場方向豎直向上，這時金屬棒恰好靜止，求：
（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？
（2）導(dǎo)軌對ab棒的支持力為多大？

Answer 1

分析 金屬棒受到重力、導(dǎo)軌的支持力和安培力而平衡，安培力F_安=BIL，根據(jù)平衡條件求解勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和支持力．

解答 解：作出受力側(cè)視圖，如圖．導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件得：
F_安=mgtan60°=3$\sqrt{3}$N，
F_N=$\frac{mg}{cos60°}$=2mg=6N，
導(dǎo)體棒與磁場垂直，F(xiàn)_安=BIL，則有：B=$\frac{{F}_{安}}{IL}$=$\frac{3\sqrt{3}}{3×1}$=$\sqrt{3}$T
答：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為$\sqrt{3}$T．
（2）導(dǎo)軌對ab棒的支持力為6N．

點(diǎn)評 本題是通電導(dǎo)體在磁場中平衡問題，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，畫出力圖，原圖是立體圖，往往畫側(cè)視圖，便于作力圖