Question

5．如圖所示，一根質(zhì)量m=50g，長(zhǎng)L=1m的導(dǎo)體棒放在傾角θ=30°的粗糙斜面上，整個(gè)裝置處于垂直于斜面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T．試求：
（1）當(dāng)導(dǎo)體棒通入3A的電流時(shí)，其處于靜止?fàn)顟B(tài)下所受的摩擦力大��；
（2）若靜止的導(dǎo)體棒與斜面無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，導(dǎo)體棒中通入的電流大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)左手定則來確定安培力方向，結(jié)合安培力大小表達(dá)式，然后對(duì)棒受力分析，依據(jù)平衡條件，即可求解．
（2）若靜止的導(dǎo)體棒與斜面無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，則安培力的大小與棒沿斜面向下的分力大小相等．

解答 解：（1）由左手定則可知，棒受到的安培力的方向沿斜面向上，大�。�
F₁=BI₁L=0.1×3×1=0.3N
可知棒受到的摩擦力的方向向下，由受力平衡得：F₁=mg+f
所以：f=${F}_{1}-mgsin30°=0.3-0.05×10×\frac{1}{2}=0.05$N
（2）若靜止的導(dǎo)體棒與斜面無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，則安培力的大小與棒沿斜面向下的分力大小相等．
即：$F′=mgsin30°=0.05×10×\frac{1}{2}=0.25$N
又：F′=BI₂L
所以：${I}_{2}=\frac{{F}_{2}}{BL}=\frac{0.25}{0.1×1}=2.5$A
答：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒通入3A的電流時(shí)，其處于靜止?fàn)顟B(tài)下所受的摩擦力大小是0.05N；
（2）若靜止的導(dǎo)體棒與斜面無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，導(dǎo)體棒中通入的電流大小是2.5A．

點(diǎn)評(píng) 考查受力分析，掌握力的合成方法，理解左手定則及安培力的大小表達(dá)式應(yīng)用．