如圖所示,有一金屬棒cd重為G,長為L,電阻為R,用質(zhì)量不計的導(dǎo)線將其兩端焊接,并在ab兩點將它懸掛起來,接在電壓為E的電源上.當(dāng)加一個與abcd平面平行的均勻磁場時,平面abcd偏過豎直方向θ角,金屬棒恰好處于平衡狀態(tài),求:
(1)此時棒受到的磁場力為多大?方向如何?
(2)磁場的磁感應(yīng)強度為多大?
分析:(1)金屬棒恰好處于平衡狀態(tài),受力平衡.根據(jù)左手定則判斷出棒所受的磁場力的方向,根據(jù)平衡條件列式求解磁場力的大。
(2)由于金屬棒與磁場垂直,由F=BIL求磁感應(yīng)強度B.其中電流I由閉合電路歐姆定律求出.
解答:解:(1)根據(jù)左手定則判斷可知,磁場力方向垂直于cd與B所在的平面向上.
金屬棒受到重力G、導(dǎo)線的拉力和磁場力作用,根據(jù)平衡條件得:
  磁場力F=Gsinθ
(2)由F=BIL,I=
E
R

磁場的磁感應(yīng)強度B=
F
IL
=
RGsinθ
EL

答:(1)此時棒受到的磁場力為Gsinθ,方向垂直于cd與B所在的平面向上.
(2)磁場的磁感應(yīng)強度為
RGsinθ
EL
點評:本題是通電導(dǎo)體棒在磁場中平衡問題,分析受力,確定安培力的方向是關(guān)鍵,運用平衡條件求解即可.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,有一金屬棒ab,質(zhì)量m=5g,電阻R=0.1Ω,可以無摩擦地在兩條軌道上滑行,軌道間的距離d=10cm,電阻不計,軌道平面與水平面間的夾角θ=53°,整個裝置置于磁感應(yīng)強度B=0.4T,方向豎直向上的勻強磁場中,回路中電源的電動勢E=2V,內(nèi)阻r=0.1Ω.求變阻器R0多大時,可使金屬棒在軌道上保持靜止(sin53°=0.8,cos53°=0.6).

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有一金屬棒ab,質(zhì)量m=40g,電阻R=2.8Ω,可以無摩擦地在兩條軌道上滑動,軌道間的距離d=20cm,電阻不計,軌道平面與水平面間的夾角α=37,置于豎直向上的勻強磁場中,回路中電池的電動勢E=2v,內(nèi)電阻r=0.2Ω,問磁感應(yīng)強度B為多大時,金屬棒恰好靜止?(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s)

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年廣西武鳴高中高二上學(xué)期期末考試?yán)砭C物理部分 題型:計算題

如圖所示,有一金屬棒ab,質(zhì)量m=40g,電阻R=2.8Ω,可以無摩擦地在兩條軌道上滑動,軌道間的距離d=20cm,電阻不計,軌道平面與水平面間的夾角α=37,置于豎直向上的勻強磁場中,回路中電池的電動勢E=2v,內(nèi)電阻r=0.2Ω,問磁感應(yīng)強度B為多大時,金屬棒恰好靜止?(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s)

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科目:高中物理 來源:2012屆廣西武鳴高中高二上學(xué)期期末考試?yán)砭C物理部分 題型:計算題

如圖所示,有一金屬棒ab,質(zhì)量m=40g,電阻R=2.8Ω,可以無摩擦地在兩條軌道上滑動,軌道間的距離d=20cm,電阻不計,軌道平面與水平面間的夾角α=37,置于豎直向上的勻強磁場中,回路中電池的電動勢E=2v,內(nèi)電阻r=0.2Ω,問磁感應(yīng)強度B為多大時,金屬棒恰好靜止?(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s)

 

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