Question

如图所示，在与水平方向成α=60°角的光滑金属导轨间连一个直流电源，在相距L=1m的平行导轨上放一重mg=3N的金属棒ab，属棒ab所在的空间有方向竖直向上匀强磁场，当棒上通以I=3A的电流时，金属棒恰好静止．求：

（1）画出金属棒ab的截面（由b向a看）受力示意图（右侧视图），并标明其中电流的方向；

（2）求匀强磁场磁感应强度的大小；

（3）求导轨对金属棒ab的支持力的大小．

Answer 1

考点：  安培力．

分析：  金属棒受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡，安培力F_安=BIL，根据平衡条件求解匀强磁场的磁感应强度B和支持力．

解答：  解：作出受力侧视图，如图．

导体棒处于静止状态，根据平衡条件得：

F_安=mgtan60°=3N，

F_N==2mg=6N，

又导体棒与磁场垂直，F_安=BIL，则有：B===T

答：（1）受力示意图如上图

（2）匀强磁场的磁感应强度B为T．

（3）导轨对金属棒ab的支持力的大小为6N

点评：  本题是通电导体在磁场中平衡问题，关键是分析物体的受力情况，画出力图，原图是立体图，往往画侧视图，便于作力图．