Question

【題目】如圖所示，兩根平行放置的導(dǎo)電軌道，間距為L，傾角為，軌道間接有電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電源，現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab水平且與軌道垂直放置，金屬桿與軌道接觸摩擦和電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中且ab桿靜止在軌道上，求：

（1）若磁場(chǎng)豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1是多少？

（2）如果金屬桿對(duì)軌道無(wú)壓力，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的B2是多少？方向如何？

（3）若所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小和方向可以改變，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B3至少多大？方向如何？

Answer 1

【答案】（1） （2） 水平向左 （3）垂直斜面向上

【解析】(1)依題意，對(duì)金屬棒ab進(jìn)行受力分析，如圖所示：

閉合電路歐姆定律，有：

根據(jù)平衡條件，有：F=mgtanθ

安培力大小為：F=B1IL

聯(lián)立解得：

解得：

(2)金屬棒ab靜止在斜面上且對(duì)斜面壓力為零，則安培力F′與重力G構(gòu)成一對(duì)平衡力，根據(jù)平衡條件，有：F′=mg

又F′=B2IL

I

聯(lián)立得：

解得： ，方向水平向左
(3)當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直與斜面斜向上時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，由mgsinθ=B3IL得：