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【題目】如圖所示,在與水平方向成60°的光滑金屬導軌間連一電源,在相距1m的平行導軌上垂直于導軌放一重力為3N的金屬棒ab,棒上通以3A的電流,磁場方向豎直向上,這時棒恰好靜止.求:

(1)勻強磁場的磁感應強度B;

(2)ab棒對導軌的壓力.

【答案】對導體棒受力分析(1分) ,

如圖所示,導體棒恰好能靜止,應有

FNx=F=Nsin60° 1分)

FNy=G=Ncos60° 1分)

FN==1分)

根據牛頓第三定律可知,導體棒對軌道的壓力與軌道對棒的支持力FN大小相等 (1分)

F="BIL" = tan60°G=G 1分)

所以B=2分)

【解析】

試題金屬棒受到重力、導軌的支持力和安培力而平衡,安培力F=BIL,根據平衡條件求解勻強磁場的磁感應強度B和支持力.

解:作出受力側視圖,如圖.導體棒處于靜止狀態(tài),根據平衡條件得

F=mgtan60°=3N,

FN==2mg=6N,

根據牛頓第三定律得ab棒對導軌的壓力大小為6N,方向垂直導軌向下.

又導體棒與磁場垂直,F=BIL,則B==T=

答:(1)勻強磁場的磁感應強度B=;

2ab棒對導軌的壓力大小為6N,方向垂直導軌向下.

練習冊系列答案
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(2)從平臺飛出到A點時速度及圓弧對應圓心角θ;

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(4)人和車運動到圓弧軌道最低點O速度v′=m/s此時對軌道的壓力大。

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