Question

【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L,質量為m的直導體棒,一勻強磁場垂直于斜面向下,當導體棒內通有垂直紙面向里的電流I時,導體棒恰好靜止在斜面上.（重力加速度為g）

分析、判斷導體棒所受安培力的方向,

勻強磁場的磁感應強度的大小。

若磁場方向可以變化，要保持導體棒靜止在斜面上，試再舉出兩個可能的磁場方向，并分析說明磁感應強度B的大小。

Answer 1

【答案】（1）沿斜面向上；（2） ；（3）①水平向左， ；②豎直向下，

【解析】（1）根據左手定則知，安培力的方向沿斜面向上．
（2）根據共點力平衡知，磁場的方向垂直斜面向下，安培力為：
FA=BIL=mgsinθ
解得： ．
（3）要使導體棒靜止在斜面上，則導體棒應受力平衡，故只要保證安培力與支持力的合力大小等于重力方向向上即可；如圖所示；

方向可取安培力豎直向上和安培力水平向左兩種情況；
若安培力豎直向上，則此時有：mg=BIL
解得： ；
由左手定則可知，磁場方向水平向左；
若安培力水平向左，則根據幾何關系可知：F=mgtanθ
由BIL=F=mgtanθ可得：
由左手定則可知，磁場方向豎直向下；