Question

重为G=0.1N的金属棒ab，放在光滑的平行金属导轨上，如图所示，轨道间距为L=0.5m，所在平面与水平面的夹角为30°，匀强磁场垂直于轨道平面向上，电源电动势E=3V，金属棒电阻R=6Ω，其余电阻不计，若金属棒恰好静止，求：
（1）金属棒所受安培力的方向；
（2）磁感应强度的大小．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道电流方向、磁场方向，根据左手定则可以判断安培力方向；
（2）根据平衡条件列方程，导体棒所受安培力与重力沿斜面向下的分力相等，由此可以求出磁感应强度的大小．
解答：解：（1）根据左手定则，磁感线穿过手心，四指指向电流方向，大拇指指向为安培力方向，由此可知安培力方向沿导轨平面向上． 
答：金属棒所受安培力的方向沿斜面向上．
（2）回路中的电流I==0.5A          
对金属棒受力分析如图所示，根据平衡条件，有
F=Gsin30°                           
又 F=BIL                          
由以上三式，代入数据，解得：B=0.2T．
答：磁感应强度的大小为：B=0.2T．
点评：本题比较简单，结合安培力特点考查了物体的平衡，注意公式F=BIL的应用条件，以及公式中各个物理量的含义．