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如圖所示,兩根平行放置的導電軌道,間距為L,傾角為θ,軌道間接有電動勢為E(內阻不計)的電源,整個導軌處在一個豎直向上的勻強磁場中,電阻為R的金屬桿ab與軌道垂直放于導電軌道上靜止,軌道的摩擦和電阻不計,要使ab桿靜止,磁感應強度應多大?(設金屬桿的質量為m)
分析:導體桿靜止在導軌上,受到重力、支持力和安培力三個力作用,安培力大小為F=BIL,根據平衡條件和閉合電路歐姆定律結合求解電源的電動勢.
解答:解:導體桿靜止在導軌上,受到重力、支持力和安培力三個力作用,如圖側視圖所示.
由平衡條件得:F=mgtanθ
又:F=BIL
根據閉合電路歐姆定律:I=
E
R

聯立得:B=
mgRtanθ
EL

答:要使ab桿靜止,磁感應強度應為
mgRtanθ
EL
點評:本題是通電導體在磁場中平衡問題,分析受力情況,特別是安培力的情況是關鍵.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根平行金屬導軌M、N,電阻不計,相距0.2m,上邊沿導軌垂直方向放一個質量為m=5×10-2kg均為金屬棒ab,ab的電阻為0.5Ω.兩金屬棒一端通過電阻R和電源相連.電阻R=2Ω,電源電動勢E=6V,內源內阻r=0.5Ω,如果在裝置所在的區域加一個勻強磁場,使ab對導軌的壓力恰好是零,并使ab處于靜止(導軌光滑).求所加磁場磁感強度的大小和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根平行光滑金屬導軌MP、NQ與水平面成θ=37°角固定放置,導軌電阻不計,兩導軌間距L=0.5m,在兩導軌形成的斜面上放一個與導軌垂直的均勻金屬棒ab,金屬棒ab處于靜止狀態,它的質量為m=5×10-2kg.金屬棒ab兩端連在導軌間部分對應的電阻為R2=2Ω,電源電動勢E=2V,電源內阻r=1Ω,電阻R1=2Ω,其他電阻不計.裝置所在區域存在一垂直于斜面MPQN的勻強磁場.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)所加磁場磁感應強度方向;
(2)磁感應強度B的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根平行金屬導軌MN處于同一水平面內,電阻不計,相距0.2m,上邊沿導軌垂直方向放一個質量為m=的金屬棒abab的電阻為0.5Ω.兩金屬導軌左端通過電阻R和電源相連.電阻R=2Ω,電源電動勢E=6V,電源內阻r=0.5Ω,如果在裝置所在的區域加一個勻強磁場,使該磁場對ab棒的作用力與棒的重力平衡,求該磁場的磁感應強度的大小.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源:2010年湖北省南漳縣一中高二12月月考物理試卷 題型:計算題

如圖所示,兩根平行金屬導軌MN處于同一水平面內,電阻不計,相距0.2m,上邊沿導軌垂直方向放一個質量為m=的金屬棒abab的電阻為0.5Ω.兩金屬導軌左端通過電阻R和電源相連.電阻R=2Ω,電源電動勢E=6V,電源內阻r=0.5Ω,如果在裝置所在的區域加一個勻強磁場,使該磁場對ab棒的作用力與棒的重力平衡,求該磁場的磁感應強度的大小.(g=10m/s2

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