Question

16．如图所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面向里的匀强磁场中，己知磁场的磁感应强度B=0.5T，导体棒长L=1m，质量m=0.5kg，g取10m/s²，当导体棒中通以从A到B的电流时：
（1）导棒所受安培力的方向？当电流I=2A时，求导体棒所受安培力的大小F？每根细线的拉力T多大？
（2）导体棒中通过的电流I′多大时，细线中的拉力刚好为0？
（3）若将导体棒改成用一根细线悬挂在棒的中点，当电流I=2A时细线的拉力T多大？
（4）若将导体棒改放在绝缘的水平面上，当电流I=2A时，水平面支持力F_N多大？
（5）若将电流或磁场反向时，当电流I=2A时细线的拉力T多大？
（6）若将导体棒改放在两平行放置的导轨上，当电流I=2A时，每根导轨的支持力多大？
（7）当B的方向与导体棒平行时，当电流I=2A时，求导体棒所受安培力的大小F？
（8）你还想那个作哪些变化？注意复习安培力大小和方向？

Answer 1

分析 根据左手定则判断出安培力方向，根据共点力平衡即可求得细线的拉力或支持力．

解答 解：（1）根据左手定则可知安培力方向竖直向上，大小为F=BIL=0.5×2×1N=1N，根据共点力平衡可知2T+F=mg，解得T=2N
（2）根据共点力平衡可知mg=BIL，解得I=$\frac{mg}{BL}=\frac{5}{0.5×1}A=10A$
（3）根据共点力平衡可孩子T+BIL=mg，解得T=4N
（4）根据共点力平衡可知F_N+BIL=mg，解得F_N=4N
（5）根据共点力平衡可知2T+F=mg，解得T=2N
（6）据共点力平衡可知2F_N+F=mg，解得F_N=2N
（7）当B的方向与导体棒平行时，导体棒不受安培力，故F=0
（8）当磁场方向与通电导线成角度θ，判断安培力的大小，绳子的弹力大小
答：1）导棒所受安培力的方向？当电流I=2A时，导体棒所受安培力的大小F为1N，每根细线的拉力T为2N？
（2）导体棒中通过的电流I′为10A时，细线中的拉力刚好为0？
（3）若将导体棒改成用一根细线悬挂在棒的中点，当电流I=2A时细线的拉力T为4N
（4）若将导体棒改放在绝缘的水平面上，当电流I=2A时，水平面支持力F_N为4N
（5）若将电流或磁场反向时，当电流I=2A时细线的拉力T为2N
（6）若将导体棒改放在两平行放置的导轨上，当电流I=2A时，每根导轨的支持力为2N
（7）当B的方向与导体棒平行时，当电流I=2A时，求导体棒所受安培力的大小F为0
（8）当磁场方向与通电导线成角度θ，判断安培力的大小，绳子的弹力大小

点评 本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．