如圖所示,兩條光滑金屬直導(dǎo)軌(不計(jì)電阻)平行地放置在傾角為37°的斜面上,導(dǎo)軌之間接有電源,電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)。質(zhì)量為0.5kg、長(zhǎng)為0.5m、電阻為2Ω的直導(dǎo)體ab與斜面底端平行,放置在兩條光滑金屬直導(dǎo)軌上,要求導(dǎo)體ab靜止在斜面上。g取10m/s2(sin37°=0.6;cos37°=0.8)求:
(1)若磁場(chǎng)方向豎直向上,則磁感強(qiáng)度為多大?
(2)若要求磁感強(qiáng)度最小,則磁感強(qiáng)度大小和方向如何?
解:(1)若磁場(chǎng)方向豎直向上,從a向b觀察,導(dǎo)體受力情況如圖所示
由平衡條件得:
在水平方向上F-Nsinθ=0
在豎直方向上mg-Ncosθ=0
其中F=BIL,
聯(lián)立可得:B=mgtanθ/IL=2.5T
(2)若要求磁感強(qiáng)度最小,則一方面應(yīng)使磁場(chǎng)方向與通電導(dǎo)體垂直,同時(shí)另一方面調(diào)整磁場(chǎng)方向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最小,如圖所示,由力的矢量三角形討論可知,當(dāng)安培力方向與支持力垂直時(shí),安培力最小,對(duì)應(yīng)磁感強(qiáng)度最小,設(shè)其值為Bmin,則:
BminIL=mgsinθ,,Bmin=mgsinθ/IL=2.0T
根據(jù)左手定則判定知,該磁場(chǎng)方向垂直斜面向上
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(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
(2)金屬桿下落0.3m的過(guò)程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
(3)金屬桿下落0.3m的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量q?

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(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
(2)金屬桿下落0.3m的過(guò)程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
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(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
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(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
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(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
(2)金屬桿下落0.3m的過(guò)程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
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