Question

如圖所示，相距20cm的兩根光滑平行銅導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面傾角為a=37°，上面放著質(zhì)量為80g的金屬桿ab，整個(gè)裝置放在B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中．
（1）若磁場方向豎直向下，要使金屬桿靜止在軌道上，必須通以多大的電流？
（2）若磁場方向垂直斜面向下，要使金屬桿靜止在導(dǎo)軌上，必須通以多大的電流？

Answer 1

分析：金屬棒靜止，金屬棒處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件及左手定則分析，注意要把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖分析．

解答：解：（1）當(dāng)磁場方向豎直向下，導(dǎo)體棒受重力、支持力和水平向右的安培力，如左圖所示．
由于桿靜止，三個(gè)力的合力為零，故F=mgtan37°…①
又因?yàn)镕=BIL…②
聯(lián)立①②代入數(shù)據(jù)解之得：I=15A
（2）當(dāng)磁場的方向垂直于垂直斜面向下，導(dǎo)體棒受重力、支持力和沿斜面向上的安培力，如右圖所示．
由于桿靜止，三個(gè)力的合力為零，故F₁=mgsin37°…③．
聯(lián)立②③解之得：I₂=12A
答：（1）若磁場方向豎直向下，要使金屬桿靜止在軌道上，必須通以14.7A的電流．（2）若磁場方向垂直斜面向下，要使金屬桿靜止在導(dǎo)軌上，必須通以11.76A的電流．

點(diǎn)評(píng)：明確金屬棒靜止處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，對(duì)金屬棒正確受力分析，并且轉(zhuǎn)化為平面圖，熟練應(yīng)用左手定則是正確解題的關(guān)鍵．