Question

如图所示，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为a=37°，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中．
（1）若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在轨道上，必须通以多大的电流？
（2）若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以多大的电流？

Answer 1

分析：金属棒静止，金属棒处于平衡状态，所受合力为零，对金属棒进行受力分析，根据平衡条件及左手定则分析，注意要把立体图转化为平面图分析．

解答：解：（1）当磁场方向竖直向下，导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力，如左图所示．
由于杆静止，三个力的合力为零，故F=mgtan37°…①
又因为F=BIL…②
联立①②代入数据解之得：I=15A
（2）当磁场的方向垂直于垂直斜面向下，导体棒受重力、支持力和沿斜面向上的安培力，如右图所示．
由于杆静止，三个力的合力为零，故F₁=mgsin37°…③．
联立②③解之得：I₂=12A
答：（1）若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在轨道上，必须通以14.7A的电流．（2）若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通以11.76A的电流．

点评：明确金属棒静止处于平衡状态，所受合力为零，对金属棒正确受力分析，并且转化为平面图，熟练应用左手定则是正确解题的关键．