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4.如图,平行倾斜的光滑导轨宽度为0.2m,上端连接图示的电源E,当导体棒ab垂直放在导轨上时,有2.5A电流的通过棒,已知棒的质量为0.1kg,轨道倾角θ=30°,g=10m/s2.则下列说法正确的是(  )
A.如果加上磁感应强度B=2 T的匀强磁场,则棒所受安培力F一定是1 N
B.如果发现棒所受的安培力F=0,则一定没有加磁场
C.如果所加的匀强磁场的B=0.5T,要使棒静止,则滑动变阻器R的滑片必须上滑
D.如果所加匀强磁场的B=2T,则棒不能静止在导轨上

分析 A、金属棒与磁场方向垂直,根据安培力公式F=BIL,求出安培力的大小;若不垂直则安培力则小于此值;
B、若没有安培力,则可能没有磁场,也可能没通电,也可能通电导线与磁感线平行;
C、根据受力分析,由力的大小与方向来确定能否静止导轨;
D、根据所加磁场大小,结合安培力的大小公式,来确定棒能否静止.若不能,则通过改变安培力大小来判定.

解答 解:A、由题意可知,当所加磁感应强度B=2 T的匀强磁场时,若是垂直于导轨,则根据安培力公式F=BIL=2×2.5×0.2N=1N;
若不垂直导轨,则安培力一定小于1N,因为与导线垂直方向分解的磁感应强度变小所导致的,故A错误;
B、没有安培力,则可能没有磁场,也可能没通电,也可能通电导线与磁感线平行,故B错误;
C、如果所加的匀强磁场的B=0.5T,若磁场与导轨垂直,若使棒处于静止,则安培力大小为0.5N,因此必须为5A才能确保处于平衡.故滑片应上移,减小电阻;故C正确;
D、如果所加匀强磁场的B=2T,改变磁场方向,可以使物体受力平衡,故D错误;
故选:C

点评 本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题,关键在于安培力的分析和计算,比较容易.在匀强磁场中,当通电导体与磁场垂直时,安培力大小F=BIL,方向由左手定则判断.

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