Question

如圖所示，在與水平方向成60°的光滑金屬導(dǎo)軌間連一電源，在相距1m的平行導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放一重力為3N的金屬棒ab，棒上通以3A的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止．求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

（2）ab棒對導(dǎo)軌的壓力．

Answer 1

考點：  共點力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用；安培力．

專題：  共點力作用下物體平衡專題．

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°=3N，

   F_N==2mg=6N，

根據(jù)牛頓第三定律得ab棒對導(dǎo)軌的壓力大小為6N，方向垂直導(dǎo)軌向下．

  又導(dǎo)體棒與磁場垂直，F(xiàn)_安=BIL，則B==T=

答：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=；

    （2）ab棒對導(dǎo)軌的壓力大小為6N，方向垂直導(dǎo)軌向下．

點評：  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．