分析 正确解答本题的关键是求出通电导线的有效长度,然后根据公司F=BIL求解安培力,最后再依据力矩平衡即可求出需要的力.
解答 解:当L的直导线,由中点折成直角形时,有效长度为:$L′=\sqrt{(\frac{L}{2})^{2}+(\frac{L}{2})^{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}L$
由于磁场和导线垂直,根据安培力公式F=BIL,解得:
$F=BIL′=\frac{\sqrt{2}}{2}BIL$.
该安培力的作用点的等效位置在两个端点的连线的中间,所以安培力产生的力矩:
${M}_{1}=F•\frac{\sqrt{2}}{2}L×\frac{1}{2}=\frac{BI{L}^{2}}{4}$
为使杆平衡,需在其另一端加一个力,当该力的方向与两个端点的连线垂直时,该力最小,此时该力的力臂为$\frac{\sqrt{2}}{2}L$,
由力矩平衡,得:M2=M1
所以该力的大小为:Fmin=$\frac{{M}_{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}L}=\frac{\frac{BI{L}^{2}}{4}}{\frac{\sqrt{2}}{2}L}=\frac{\sqrt{2}BIL}{4}$
故答案为:$\frac{\sqrt{2}BIL}{4}$.
点评 该题结合安培力考查力矩平衡的知识,解答的关键是对于安培力公式F=BIL,要明确其适用条件以及公式中各个物理量的含义.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{1}{4}$△t | B. | $\frac{1}{3}$△t | C. | 3△t | D. | 4△t |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 重力垂直斜面向下 | |
B. | 支持力可能比重力大 | |
C. | 摩擦力可能比重力大 | |
D. | 支持力和摩擦力的合力一定竖直向上 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
U/V | 0 | 1.1 | 1.8 | 3.0 | 3.8 | 4.7 |
I/mA | 0 | 0.50 | 0.82 | 1.36 | 1.73 | 2.13 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 滑动触头至b位置时,U1大约为3V | |
B. | 滑动触头至c位置时,U1大约为5V | |
C. | 滑动触头至d位置时,U1大约为0 | |
D. | 随滑动变阻器左侧阻值的增加UI近似线性变化 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 方向由b到a,大小$I=\frac{mgsinθ}{BL}$ | B. | 方向由b到a,大小$I=\frac{mg}{BL}$ | ||
C. | 方向由a到b,大小$I=\frac{mgtanθ}{BL}$ | D. | 方向由a到b,大小$I=\frac{mgcosθ}{BL}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 该匀强电场的方向沿x轴负方向 | B. | 匀强电场的电场强度是240 V/m | ||
C. | 过A点的电场线与x轴垂直 | D. | P、A两点的间电势差为60 V |
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