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精英家教网如图,在光滑平行的金属轨道上静止着一根长度为L、质量为M的通电直导线.直导线与轨道垂直,它所处空间存在着一匀强磁场,已知轨道与水平面的夹角为θ,直导线中的电流强度为I,
(1)若匀强磁场方向竖直向上,求它的磁感应强度大小和直导线中的电流方向;
(2)保持电流方向不变,若将匀强磁场方向改为水平向左,为使直导线仍静止,则磁感应强度大小又为多少?
分析:(1)由左手定则判断出安培力方向,应用平衡条件求出磁感应强度的大小.
(2)由左手定则判断出安培力方向,然后由平衡条件求出磁感应强度大小.
解答:解:(1)通电直导线受到竖直向下的重力作用,磁场竖直向上,直导线要静止在导轨上,安培力应水平向右,由左手定则可知,电流方向应从b流向a;
通电直导线静止,处于平衡状态,由平衡条件得:tanθ=
BIL
mg
,磁感应强度B=
mgtanθ
IL

(2)当磁场方向水平向左时,由左手定则可知,安培力竖直向上,
直导线静止,处于平衡状态,由平衡条件得:mg=BIL,磁感应强度:B=
mg
IL

答:(1)若匀强磁场方向竖直向上,的磁感应强度大小为
mgtanθ
IL
;直导线中的电流方向从b流向a;
(2)保持电流方向不变,若将匀强磁场方向改为水平向左,为使直导线仍静止,磁感应强度大小为
mg
IL
点评:对导线正确受力分析,应用左手定则与平衡条件即可正确解题.
练习册系列答案
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(2011?徐州一模)如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨问距为L=1m,两导轨的,上端间接有电阻,阻值R=2Ω 虚线OO′下方是垂宣予导轨平面向里的匀强磁场,磁场磁感应强度为2T,现将质量m=0.1kg电阻不计的金届杆ab,从OO′上方某处由静止释放,金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触,且始终保持水平,不计导轨的电阻.已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)金属杆刚进入磁场时速度多大?下落了0.3m时速度为多大?
(2)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生的热量?
(3)金属杆下落0.3m的过程中,通过电阻R的电荷量q?

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属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 =0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、

磁感应强度B =0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合.现

有一质量 m =0.20kg、电阻 r =0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处.在与

杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导

体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接

触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道间的动摩擦因数 μ=0.10,轨道的电阻可忽略不

计,取g=10m/s2,求:

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②导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

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   (1)金属棒上升时的速度;

   (2)金属棒上升的过程中,电阻R上产生的热量;

   (3)金属棒上升的过程中,通过金属棒横截面的电量。

 

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