Question

如图所示，有一金属棒cd重为G，长为L，电阻为R，用质量不计的导线将其两端焊接，并在ab两点将它悬挂起来，接在电压为E的电源上．当加一个与abcd平面平行的均匀磁场时，平面abcd偏过竖直方向θ角，金属棒恰好处于平衡状态，求：
（1）此时棒受到的磁场力为多大？方向如何？
（2）磁场的磁感应强度为多大？

Answer 1

分析：（1）金属棒恰好处于平衡状态，受力平衡．根据左手定则判断出棒所受的磁场力的方向，根据平衡条件列式求解磁场力的大小．
（2）由于金属棒与磁场垂直，由F=BIL求磁感应强度B．其中电流I由闭合电路欧姆定律求出．

解答：解：（1）根据左手定则判断可知，磁场力方向垂直于cd与B所在的平面向上．
金属棒受到重力G、导线的拉力和磁场力作用，根据平衡条件得：
  磁场力F=Gsinθ
（2）由F=BIL，I=

E

R

得
磁场的磁感应强度B=

F

IL

=

RGsinθ

EL

答：（1）此时棒受到的磁场力为Gsinθ，方向垂直于cd与B所在的平面向上．
（2）磁场的磁感应强度为

RGsinθ

EL

．

点评：本题是通电导体棒在磁场中平衡问题，分析受力，确定安培力的方向是关键，运用平衡条件求解即可．