Question

1．如图所示，将U形导轨以倾角θ斜放在匀强磁场中，磁感强度B方向竖直向上，现将一光滑的金属棒水平放在导轨上，且已知导轨宽度为L，棒质量为m，棒的电阻为R，其他电阻忽略不计，为使金属棒静止在导轨上，所加电源电动势E大小为多少？

Answer 1

分析 金属棒静止在导轨上，受到重力、导轨的支持力和安培力，由左手定则判断安培力的方向，作出力图，由平衡条件和安培力公式F=BId求出电流，由闭合电路欧姆定律求出电动势．

解答 解：金属棒静止在导轨上，受到重力G、导轨的支持力N和安培力F，由左手定则可知安培力方向水平向右，由平衡条件得
  F=mgtan30°
又  F=BId
  E=IR
联立解得：电动势 E=$\frac{mgRtanθ}{BL}$          
答：电源的电动势大小E是$\frac{mgRtanθ}{BL}$．

点评 本题是通电导体在磁场中平衡问题，分析和计算安培力是关键，安培力是联系力学与磁场的桥梁．