Question

16．如图所示，放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m，长为l，导轨所在平行面与水平面成30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导体棒在导轨上处于静止状态，求：
①导体中的电流方向和它所受安培力的方向．
②导体棒中的电流强度的大小．

Answer 1

分析 ab棒受重力、导轨的支持力以及水平向右的安培力处于平衡，根据共点力平衡求出安培力以及电流I的大小，根据左手定则判断出金属棒ab中的电流方向．

解答 解：导体棒静止，处于平衡状态，导体棒受到重力、支持力以及水平向右的安培力，才能处于处于平衡状态，
导体棒受力如图所示，
导体棒受到的安培力：F=BIl ①
由图示可知：F=mgtan30° ②
由①②可得：I=$\frac{mgtan30°}{Bl}=\frac{\sqrt{3}mg}{3Bl}$
由左手定则可知，电流方向：由b指向a
答：①导体中的电流方向由b指向a，它所受安培力的方向水平向右．
②导体棒中的电流强度的大小为$\frac{\sqrt{3}mg}{3Bl}$．

点评 解决本题的关键会利用共点力平衡求出安培力的大小，以及掌握左手定则判断磁场方向、电流方向、安培力方向的关系．