Question

如圖15-2-10所示，在傾角為θ的光滑斜軌上置有一通有電流I、長L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒.

圖15-2-10

(1)欲使棒靜止在斜軌上，所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為多少?方向如何?

(2)欲使棒靜止在斜軌上，且對斜軌無壓力，所加勻強(qiáng)磁場B的大小是多少?方向如何?

Answer 1

解析：(1)棒在斜軌上靜止時(shí)受到三個(gè)力的作用：重力、斜軌對棒的支持力和磁場的安培力，如圖15-2-11所示.由于重力的大小方向是確定的，支持力的方向不變，所以當(dāng)安培力的方向平行斜面向上時(shí)磁場力最小，所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度也最小.

圖15-2-11

    由平衡條件有mgsinθ=BIL

    得 B=

    由左手定則可判定磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直斜面向上.

(2)當(dāng)棒靜止在斜軌上且對斜軌無壓力時(shí)，棒只受兩個(gè)力：重力和安培力，如圖15-2-12所示.由于磁場力方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向應(yīng)為水平向左.

    由BIL=mg得B=.

圖15-2-12

答案：(1)mgsinθ/IL  方向垂直斜面向上  (2)mg/IL  方向水平向左