Question

11．如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒中通有大小為I、方向垂直紙面向里的電流，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可以施加方向垂直于導(dǎo)體棒的勻強(qiáng)磁場．求：
（1）若勻強(qiáng)磁場的方向在豎直方向，則磁場方向是向上還是向下？磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁為多大？
（2）若導(dǎo)體棒與斜面間無擠壓，則施加的磁場方向如何？則磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂為多大？
（3）沿什么方向施加勻強(qiáng)磁場可使磁感應(yīng)強(qiáng)度最�。孔钚≈礏₃為多少？

Answer 1

分析 通電導(dǎo)線在磁場中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定則來確定安培力的方向，然后結(jié)合共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件即可正確解答

解答 解：（1）若勻強(qiáng)磁場的方向在豎直方向，根據(jù)左手定則可知，磁場的方向豎直向上，安培力的方向水平向右，
由 BIL=mg tanα，得B=$\frac{mgtanα}{IL}$
（2）若導(dǎo)體棒與斜面間無擠壓，則安培力的方向向上，根據(jù)左手定則可知，施加的磁場方向方向水平向左
由BIL=mg 得 $B=\frac{mg}{IL}$
（3）根據(jù)分力與合力之間的關(guān)系可知，安培力的方向沿斜面向上時(shí)，安培力最小，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，根據(jù)左手定則可知磁場的方向垂直斜面向上
由 BIL=mg sinα，得B=$\frac{mgsinα}{IL}$
答：（1）若勻強(qiáng)磁場的方向在豎直方向，則磁場方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{mgtanα}{IL}$；
（2）若導(dǎo)體棒與斜面間無擠壓，則施加的磁場方向水平向左，則磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{mg}{IL}$；
（3）沿垂直斜面向上方向施加勻強(qiáng)磁場可使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，最小為$\frac{mgsinα}{IL}$

點(diǎn)評(píng) 學(xué)會(huì)區(qū)分左手定則與右手定則，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感應(yīng)電流的方向