Question

【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L,質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒,一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向下,當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直紙面向里的電流I時(shí),導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上.（重力加速度為g）

分析、判斷導(dǎo)體棒所受安培力的方向,

勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

若磁場(chǎng)方向可以變化，要保持導(dǎo)體棒靜止在斜面上，試再舉出兩個(gè)可能的磁場(chǎng)方向，并分析說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

Answer 1

【答案】（1）沿斜面向上；（2） ；（3）①水平向左， ；②豎直向下，

【解析】（1）根據(jù)左手定則知，安培力的方向沿斜面向上．
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡知，磁場(chǎng)的方向垂直斜面向下，安培力為：
FA=BIL=mgsinθ
解得： ．
（3）要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，則導(dǎo)體棒應(yīng)受力平衡，故只要保證安培力與支持力的合力大小等于重力方向向上即可；如圖所示；

方向可取安培力豎直向上和安培力水平向左兩種情況；
若安培力豎直向上，則此時(shí)有：mg=BIL
解得： ；
由左手定則可知，磁場(chǎng)方向水平向左；
若安培力水平向左，則根據(jù)幾何關(guān)系可知：F=mgtanθ
由BIL=F=mgtanθ可得：
由左手定則可知，磁場(chǎng)方向豎直向下；