Question

如圖所示，用兩根輕細(xì)金屬絲將質(zhì)量為m，長(zhǎng)為l的金屬棒a、b懸掛在c、d兩處，

（1）當(dāng)棒置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)．其中通以從a到b的電流I后，兩懸線偏離豎直方向θ角處于平衡狀態(tài)．則磁感強(qiáng)度B為多少？
（2）為了使棒仍然平衡在該位置上，求所求磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B' 的最小值為多大？方向如何？

Answer 1

(1) B=mgtanθ/IL（2）Bmin= mgsinθ/ I所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)平行懸線向下

解析試題分析：(1)畫(huà)出從右側(cè)逆著電流方向的側(cè)視圖如圖所示．金屬棒在重力mg，懸線拉力T，安培力F三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)．由共點(diǎn)力平衡條件：F=BIL=mgtanθ     (3分)

B=mgtanθ/IL    （2分）
(2)要求所加磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度最小，應(yīng)使棒平衡時(shí)所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，懸線拉力的方向線不變，由畫(huà)出的力的矢量三角形可知（圖 ），安培力的最小值為         Fmin=mgsinθ．     

即                  ILBmin=mgsinθ，    （3分）
所以                Bmin= mgsinθ/ IL     （2分）
所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)平行懸線向下．             （2分）
考點(diǎn)：考查安培力的計(jì)算
點(diǎn)評(píng)：難度中等，本題難度在于學(xué)生不會(huì)換做角度觀察受力，采用從左向右或從右向左觀察，能把三維的立體圖畫(huà)成平面圖