如圖所示,在與水平方向成α=60°角的光滑金屬導軌間連一個直流電源,在相距L=1m的平行導軌上放一重mg=3N...
問題詳情:
如圖所示,在與水平方向成α=60°角的光滑金屬導軌間連一個直流電源,在相距L=1m的平行導軌上放一重mg=3N的金屬棒ab,屬棒ab所在的空間有方向豎直向上勻強磁場,當棒上通以I=3A的電流時,金屬棒恰好靜止.求:
(1)畫出金屬棒ab的截面(由b向a看)受力示意圖(右側檢視),並標明其中電流的方向;
(2)求勻強磁場磁感應強度的大小;
(3)求導軌對金屬棒ab的支援力的大小.
【回答】
考點: 安培力.
分析: 金屬棒受到重力、導軌的支援力和安培力而平衡,安培力F安=BIL,根據平衡條件求解勻強磁場的磁感應強度B和支援力.
解答: 解:作出受力側檢視,如圖.
導體棒處於靜止狀態,根據平衡條件得:
F安=mgtan60°=3N,
FN==2mg=6N,
又導體棒與磁場垂直,F安=BIL,則有:B===T
答:(1)受力示意圖如上圖
(2)勻強磁場的磁感應強度B為T.
(3)導軌對金屬棒ab的支援力的大小為6N
點評: 本題是通電導體在磁場中平衡問題,關鍵是分析物體的受力情況,畫出力圖,原圖是立體圖,往往畫側檢視,便於作力圖.
知識點:磁場對通電導線的作用力
題型:計算題