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如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a...

问题详情:

如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒ab,电流大小为I=2.0A.在下列两种情况下导体棒ab在斜面上静止.

(1)若磁感应强度方向与导体棒垂直且水平向左,请在图中标出导体棒ab中电流的方向,并作出此状态时的磁感应强度的大小B1;

(2)若磁场方向改为垂直斜面向上,求出此状态时的磁感应强度的大小B2.

如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a...如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第2张

【回答】

解:(1)若磁感应强度方向与导体棒垂直且水平向左,根据左手定则可知,安培力方向不是竖直向上就是竖直向下,而导体棒还要受到重力(竖直向下),则要使导体棒能处于静止状态,则安培力只能竖直向上,且与重力相等,根据左手定则可知,电流方向由a到b,如图所示:

如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第3张如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第4张

根据平衡条件得:

B1IL=mg

解得:如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第5张如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第6张

(2)若磁场方向改为垂直斜面向上,根据左手定则可知安培力沿斜面向上,根据平衡条件得:

B2IL=mgsin30°

解得:如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第7张如图所示,在间距L=0.5m、倾角θ=30°的光滑倾斜导轨上,水平地放着一质量为m=0.02kg的通电导体棒a... 第8张

答:(1)导体棒ab中电流的方向如图所示,此状态时的磁感应强度的大小B1为2T;

(2)若磁场方向改为垂直斜面向上,此状态时的磁感应强度的大小B2为1T.

知识点:专题八 电磁感应

题型:计算题