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【题目】如图所示,在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上垂直于导轨放一重力为3N的金属棒ab,棒上通以3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止.求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B;

(2)ab棒对导轨的压力.

【答案】对导体棒受力分析(1分) ,

如图所示,导体棒恰好能静止,应有

FNx=F=Nsin60° 1分)

FNy=G=Ncos60° 1分)

FN==1分)

根据牛顿第三定律可知,导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力FN大小相等 (1分)

F="BIL" = tan60°G=G 1分)

所以B=2分)

【解析】

试题金属棒受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡,安培力F=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: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=mgtan60°=3N

FN==2mg=6N

根据牛顿第三定律得ab棒对导轨的压力大小为6N,方向垂直导轨向下.

又导体棒与磁场垂直,F=BIL,则B==T=

答:(1)匀强磁场的磁感应强度B=

2ab棒对导轨的压力大小为6N,方向垂直导轨向下.

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