Question

18．如图所示，电源、开关与光滑的金属导轨相连，导轨与水平方向成37°角放置，当导线MN放于导轨上时接通电源，通过MN的电流可达5A，把整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，则MN刚好静止，试确定磁场的大小与方向．（MN的质量为10g，长为20m）

Answer 1

分析 导体MN静止，处于平衡状态，所受合力为零，对导体MN进行受力分析，根据平衡条件及左手定则分析答题．

解答 解：磁场方向在竖直方向，由左手定则可知，导体MN所受安培力在水平方向，要使导体MN静止，安培力必须水平向右．
由左手定则可知磁场方向竖直向上．
对MN棒受力分析，根据共点力平衡得
 F=mgtanθ，
又F=BIL，
解得 B=$\frac{mgtanθ}{IL}$=$\frac{0.01×10×tan37°}{5×20}$T=7.5×10^-4T
答：磁场的大小为7.5×10^-4T，方向竖直向上．

点评 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，熟练应用左手定则是正确解题的关键．