Question

16．如圖所示，質(zhì)量為m、長度為L的水平金屬棒ab通過兩根細金屬絲懸掛在絕緣架MN下面，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中，當金屬棒通以由a向b的電流I后，將離開原位置向外偏轉β角而重新平衡，如圖所示，則：
（1）磁感應強度的大小和方向如何？
（2）此時金屬絲中的張力是多少？

Answer 1

分析 以導體棒為研究對象，正確受力分析，根據(jù)平衡狀態(tài)列方程求解安培力大小和細線的張力大��；根據(jù)左手定則判斷磁感應強度的方向．

解答 解：根據(jù)題意，畫出桿ab的受力圖，如下所示：（從右向左看）

根據(jù)左手定則可知，磁場方向豎直向上．
導體棒處于平衡狀態(tài)，設繩子拉力為T，因此有：
Tcosβ=mg     ①
Tsinβ=F=BIL ②
聯(lián)立①②解得：
T=$\frac{mg}{2cosβ}$
B=$\frac{mg}{IL}$
答：（1）磁感應強度的大小為$\frac{mg}{IL}$，方向豎直向上；
（2）此時金屬絲中的張力是$\frac{mg}{2cosβ}$．

點評 該題結合安培力考查物體的平衡問題，畫受力分析圖時注意畫截面圖，使問題更加簡單易懂．