Question

如图所示，两平行光滑金属导轨间距L=0.40m，导轨平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有内阻r=0.50Ω的电源E

Answer 1

解题思路：（1）对ab受力分析，受到安培力和重力，由平衡条件可得导体中的电流值，进而由欧姆定律可得电动势．

（2）由ab的平衡可得所加匀强磁场的磁感应强度B₁的大小．

（3）欲使导体棒ab静止在导轨上，要使所加匀强磁场的磁感应强度最小，应使安培力竖直向上，由左手定则可判定B的方向．

（1）当磁场放水平向左时，对ab受力分析，可知其受到安培力和重力平衡：

mg=B₀IL，

解得：

I＝

mg

B0L＝

0.04×10

0.5×0.4＝2A，

由闭合电路的欧姆定律可得：

E=I（r+R₀）=2×（0.5+1）=3V．

（2）对ab由平衡条件可得：

B₁ILcosθ=mgsinθ，

解得：

B1＝

mgsinθ

ILcosθ＝

0.04×10×0.6

2×0.4×0.8＝0.375T．

（3）要使所加匀强磁场的磁感应强度最小，应使安培力竖直向上，由左手定则可知匀强磁场的方向垂直导轨平面斜向上．

答：

（1）电源的电动势E=3V；

（2）如果将匀强磁场的方向改为竖直向上，仍要使导体棒ab静止在导轨上，所加匀强磁场的磁感应强度B₁的大小为0.375T；

（3）欲使导体棒ab静止在导轨上，要使所加匀强磁场的磁感应强度最小，匀强磁场的方向垂直导轨平面斜向上．

点评：

本题考点： 安培力；磁感应强度．

考点点评： 重点是安培力的计算与判定，会用左手定则依据磁场方向判定安培力的方向．