Question

【題目】如圖，垂直紙面放置的金屬棒用絕緣絲線懸掛在O點，金屬棒的質量m=0.1Kg、長度L=0.5m，棒中通有垂直紙面向里的電流。在豎直面內加上勻強磁場，金屬棒平衡時絲線與豎直方向間夾角，棒中電流強度I=2A，重力加速度g=10m/s2。關于所加磁場，下面判斷正確的是

A.磁場的方向可能垂直絲線向右上方

B.若所加磁場的磁感應強度大小B=0.8T，那么磁場的方向是唯一確定的

C.若所加磁場的方向與絲線平行，那么磁場的磁感應強度數值最小

D.只要所加磁場的磁感應強度大小確定，絲線上的拉力大小也就唯一確定

Answer 1

【答案】C

【解析】

金屬棒受重力、繩子拉力和安培力，三力平衡，受力分析如圖所示，故安培力一定與拉力和重力的合力大小相等，如圖所示弧形區域的反方向，故安培力一定與拉力和重力的合力大小相等，如圖所示弧形區域的反方向。

A．若磁場的方向垂直實線向右上方的話，那么安培力的方向就沿絲線向下，從受力角度上可以看出此時無法平衡，故A錯誤 ；

B．若所加磁場的磁感應強度大小B=0.8T，只要安培力大小與拉力和重力的合力大小相等，反向相反即可，故磁場方向不確定，故B錯誤；

C．根據上圖可知，當安培力與繩子拉力垂直時，安培力最小，磁感應強度最小，根據左手定則可判，此時所加磁場的方向與絲線平行，故C正確；

D．所加磁場的磁感應強度大小確定，由于磁場方向不確定，故安培力不確定，繩子拉力則不確定，只要滿足三力合力為零即可，故D錯誤。

故選C。