Question

1．如圖所示，將U形導(dǎo)軌以傾角θ斜放在勻強磁場中，磁感強度B方向豎直向上，現(xiàn)將一光滑的金屬棒水平放在導(dǎo)軌上，且已知導(dǎo)軌寬度為L，棒質(zhì)量為m，棒的電阻為R，其他電阻忽略不計，為使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，所加電源電動勢E大小為多少？

Answer 1

分析 金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，受到重力、導(dǎo)軌的支持力和安培力，由左手定則判斷安培力的方向，作出力圖，由平衡條件和安培力公式F=BId求出電流，由閉合電路歐姆定律求出電動勢．

解答 解：金屬棒靜止在導(dǎo)軌上，受到重力G、導(dǎo)軌的支持力N和安培力F，由左手定則可知安培力方向水平向右，由平衡條件得
  F=mgtan30°
又  F=BId
  E=IR
聯(lián)立解得：電動勢 E=$\frac{mgRtanθ}{BL}$          
答：電源的電動勢大小E是$\frac{mgRtanθ}{BL}$．

點評 本題是通電導(dǎo)體在磁場中平衡問題，分析和計算安培力是關(guān)鍵，安培力是聯(lián)系力學與磁場的橋梁．