如圖a所示,在間距L=0.5m、傾角α=37°的光滑傾斜導(dǎo)軌上,水平地放著一質(zhì)量為m=0.01kg的通電導(dǎo)體棒ab,電流大小為I=2.0A.為使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止,可加一勻強(qiáng)電場(chǎng).(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2

(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左,請(qǐng)?jiān)趫Db中標(biāo)出電流的方向,并作出ab的受力示意圖;求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大。
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上,請(qǐng)?jiān)趫Dc中做出ab的受力示意圖;求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大。
分析:(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左,根據(jù)左手定則判斷ab所受的安培力方向,作出受力示意圖,由平衡條件和安培力公式F=BIL,求出B1的大小;
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上,根據(jù)左手定則判斷ab所受的安培力方向,作出受力示意圖,由平衡條件和安培力公式F=BIL,求出B2的大小.
解答:解:(1)棒的電流方向用×表示,受力情況如圖,要使桿在斜面上靜止,安培力F1與重力必須平衡,導(dǎo)軌對(duì)桿ab沒有作用力.

根據(jù)平衡條件得:F1=mg=0.1N 
則B1=
F1
IL
=
0.1
2×0.5
T
=0.1T
(2)棒的受力情況如圖

∴F2=mgtan37°=
3
4
mg=0.075N 
得B2=
F2
IL
=
0.075
2×0.5
T
=0.075T
答:(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左,在圖b中標(biāo)出電流的方向,作出ab的受力示意圖如圖所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小為0.1T.
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上,在圖c中做出ab的受力示意圖如圖所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小為0.075T.
點(diǎn)評(píng):本題是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平衡問題,關(guān)鍵是分析和計(jì)算安培力.
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(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上,請(qǐng)?jiān)趫Dc中做出ab的受力示意圖;求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小.

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科目:高中物理 來源:2008-2009學(xué)年上海市盧灣區(qū)高二(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

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