Question

4．如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，當(dāng)通以圖示方向電流I時，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強磁場，當(dāng)外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，下列說法中正確的是（　�。�

• A． 此過程中磁感應(yīng)強度B先增大后減小
• B． 此過程中磁感應(yīng)強度B先減小后增大
• C． 此過程中磁感應(yīng)強度B的最小值為$\frac{mgsinα}{IL}$
• D． 此過程中磁感應(yīng)強度B的最大值為$\frac{mg}{IL}$

Answer 1

分析 本題中導(dǎo)體棒受三個力，重力G、支持力F_N和安培力F_A，三力平衡，合力為零，其中重力的大小和方向都不變，支持力的方向不變，安培力的方向由沿斜面向上逐漸變?yōu)樨Q直向上，根據(jù)平行四邊形定則分析

解答 解：A、導(dǎo)體棒受重力G、支持力F_N、安培力F作用而處于平衡狀態(tài)，當(dāng)外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，安培力由沿斜面向上轉(zhuǎn)至豎直向上，導(dǎo)體棒受力的動態(tài)變化如圖所示，則由圖知安培力逐漸增大，即此過程中磁感應(yīng)強度B逐漸增大，故A、B錯誤；
C、剛開始安培力F最小，有sinα=$\frac{F}{mg}$，所以此過程中磁感應(yīng)強度B的最小值為$\frac{mgsinα}{IL}$，故C正確；
D、最后安培力最大，有F=mg，即此過程中磁感應(yīng)強度B的最大值為$\frac{mg}{IL}$，故D正確．
故選：CD

點評 三力平衡的動態(tài)分析問題是一中常見的問題，其中一個力大小和方向都不變，一個力方向不變、大小變，第三個力的大小和方向都變，根據(jù)平行四邊形定則做出力的圖示分析即可．