Question

6．如圖（a）所示．在間距L=1m、傾角α=37°的光滑傾斜導(dǎo)軌上，水平地放著-質(zhì)量為m=0.01kg的通電導(dǎo)體棒ab，電流大小為I=5.0A．為使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止．可加一勻強(qiáng)磁場．（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，請在圖（b）中作出ab的受力示意圖；求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小．
（2）求：使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的大小，并請在圖（c）中做出ab的受力示意圖．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)左手定則判斷安培力F的方向，要使導(dǎo)體棒靜止，則F=G，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小；
（2）要求使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的，則安培力方向沿著斜面向上，大小F=mgsinα，可以求出最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

解答 解：（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，電流方向垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可知，安培力F的方向豎直向上
作出導(dǎo)體棒的受力示意圖如圖甲所示
根據(jù)平衡條件有F=B₁IL=mg
解得B₁=0.02T
（2）要求使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的，則安培力方向沿著斜面向上，受力示意圖如圖乙所示
根據(jù)平衡條件有F=B₂IL=mgsinα
解得B₂=0.012T
根據(jù)左手定則可知，B₂的方向垂直于斜面向上
答：（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，在圖（b）中作出ab的受力示意圖如圖甲所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁的大小為0.02T．
（2）使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的大小為0.012T，在圖（c）中做出ab的受力示意圖如圖乙所示．

點評 本題利用臨界條件計算磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，要注意受力分析列出方程進(jìn)行求解，平時注意積累臨界條件，靈活應(yīng)用．