Question

【题目】如图甲所示，一对光滑平行金属导轨与水平面成α角，两导轨的间距为L，两导轨顶端接有电源，将一根质量为m的直导体棒ab垂直放在两导轨上。已知通过导体棒的电流大小恒为I，方向由a到b，图乙为沿a→b方向观察的侧视图。若重力加速度为g，在两导轨间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在导轨上保持静止。

(1)请在图乙中画出导体棒受力的示意图；

(2)求出导体棒所受的安培力大小；

(3)保持通过导体棒的电流不变，改变两导轨间的磁场方向，导体棒在导轨上仍保持静止，试求磁感应强度B的最小值及此时的方向。

Answer 1

【答案】（1）如图；

（2）（3）方向垂直轨道斜向上

【解析】(1)如图：

(2)由平衡条件，磁场对导体棒的安培力

(3)当安培力方向平行于轨道斜向上时，安培力最小，磁感应强度最小，

由平衡条件最小安培力，即

则最小的磁感应强度

由左手定则知 强高度方向垂直轨道斜向上