Question

1．如圖所示，傾角為θ的光滑斜面上有一根水平方向的通電直導線恰好靜止．已知直導線長為l，質(zhì)量為m，電流方向垂直于紙面向外，電流強度為I，整個裝置處在勻強磁場中．則：
（1）勻強磁場的磁感強度的最小值B₁的大小和方向是怎樣的？
（2）要使靜止在斜面上的通電直導線對斜面無壓力，勻強磁場的磁感強度的最小值B₂的大小和方向是怎樣的？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)三角形定則，分析安培力的最小值，從而得出磁感應強度的最小值，根據(jù)安培力的方向運用左手定則得出磁感應強度的方向．
（2）當通電導線對斜面無壓力時，重力和安培力平衡，根據(jù)平衡求出安培力的大小和方向，從而求出磁感應強度的大小和方向．

解答 解：（1）導線受重力、支持力和安培力處于平衡，當安培力方向沿斜面向上時，安培力最小，有：
mgsinθ=B₁IL．
則：B₁=$\frac{mgsinθ}{IL}$．
根據(jù)左手定則知，磁感應強度的方向垂直斜面向下．
（2）當通電導線對斜面無壓力時，重力和安培力平衡，有：
mg=B₂IL
解得：B₂=$\frac{mg}{IL}$
根據(jù)左手定則，磁感應強度的方向水平向右．
答：（1）勻強磁場的磁感強度的最小值為$\frac{mgsinθ}{IL}$，方向垂直于斜面向下．
（2）靜止在斜面上的通電直導線對斜面無壓力，則勻強磁場的磁感強度的最小值為$\frac{mg}{IL}$，磁場方向水平向右．

點評 解決本題的關(guān)鍵正確地進行受力分析，運用共點力平衡進行求解．