Question

16．如图所示，质量为m、长度为L的水平金属棒ab通过两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向外偏转β角而重新平衡，如图所示，则：
（1）磁感应强度的大小和方向如何？
（2）此时金属丝中的张力是多少？

Answer 1

分析 以导体棒为研究对象，正确受力分析，根据平衡状态列方程求解安培力大小和细线的张力大小；根据左手定则判断磁感应强度的方向．

解答 解：根据题意，画出杆ab的受力图，如下所示：（从右向左看）

根据左手定则可知，磁场方向竖直向上．
导体棒处于平衡状态，设绳子拉力为T，因此有：
Tcosβ=mg     ①
Tsinβ=F=BIL ②
联立①②解得：
T=$\frac{mg}{2cosβ}$
B=$\frac{mg}{IL}$
答：（1）磁感应强度的大小为$\frac{mg}{IL}$，方向竖直向上；
（2）此时金属丝中的张力是$\frac{mg}{2cosβ}$．

点评 该题结合安培力考查物体的平衡问题，画受力分析图时注意画截面图，使问题更加简单易懂．