如图所示,在与水平方向成α=60°角的光滑金属导轨间连一个直流电源,在相距L=1m的平行导轨上放一重mg=3N...
问题详情:
如图所示,在与水平方向成α=60°角的光滑金属导轨间连一个直流电源,在相距L=1m的平行导轨上放一重mg=3N的金属棒ab,属棒ab所在的空间有方向竖直向上匀强磁场,当棒上通以I=3A的电流时,金属棒恰好静止.求:
(1)画出金属棒ab的截面(由b向a看)受力示意图(右侧视图),并标明其中电流的方向;
(2)求匀强磁场磁感应强度的大小;
(3)求导轨对金属棒ab的支持力的大小.
【回答】
考点: 安培力.
分析: 金属棒受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡,安培力F安=BIL,根据平衡条件求解匀强磁场的磁感应强度B和支持力.
解答: 解:作出受力侧视图,如图.
导体棒处于静止状态,根据平衡条件得:
F安=mgtan60°=3N,
FN==2mg=6N,
又导体棒与磁场垂直,F安=BIL,则有:B===T
答:(1)受力示意图如上图
(2)匀强磁场的磁感应强度B为T.
(3)导轨对金属棒ab的支持力的大小为6N
点评: 本题是通电导体在磁场中平衡问题,关键是分析物体的受力情况,画出力图,原图是立体图,往往画侧视图,便于作力图.
知识点:磁场对通电导线的作用力
题型:计算题