解题思路:(1)导体棒受重力、支持力和安培力,三力平衡,得到安培力的最小值,然后根据公式F=BIL求解磁感应强度并结合左手定则判断磁场方向;
(2)根据共点力平衡即可求得导线受到的摩擦力;
(1)对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,三力平衡:
当安培力平行斜面向上时最小,故安培力的最小值为:
Fm=mgsinθ
故磁感应强度的最小值为:
B=
Fm
IL=
mgsinθ
IL
根据左手定则,磁场方向垂直斜面向下;
(2)导线处于静止状态,安培力沿斜面方向的分力小于重力沿斜面方向的分力则应有向下运动的趋势,此时摩擦力应向上则:mgsinθ-B2ILcosθ-f=0
f=mgsinθ-B2ILcosθ
安培力沿斜面方向的分力大于重力沿斜面方向的分力则应有向上运动的趋势,此时摩擦力应向下:
f=B2ILcosθ-mgsinθ
答:(1)如果斜面光滑,所加的匀强磁场的磁感应强度B1最小值为[mgsinθ/IL]和方向垂直斜面向下.
(2)如果斜面粗糙,所加匀强磁场的磁感应强度大小为B2,方向竖直向上,导体保持静止状态,此时导线所受的摩擦力为mgsinθ-B2ILcosθ,或B2ILcosθ-mgsinθ
点评:
本题考点: 安培力.
考点点评: 本题是三力平衡中的动态分析问题,其中一个力恒定,一个力方向不变,通过作图法分析最小值是常用方法.