如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为l、质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向如图示.以水平向右为x正方向,竖直向上为y正方向,建立
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如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为l、质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向如图示.以水平向右为x正方向,竖直向上为y正方向,建立
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如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为l、质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向如图示.以水平向右为x正方向,竖直向上为y正方向,建立直角坐标系.
(1)如果磁场的方向限定在xOy平面内,试确定使导体棒在斜面上保持静止的匀强磁场B所有可能的方向.
(2)求能使导体棒保持静止的磁场磁感应强度的最小值B
min
的大小.
答案
(1)B与x轴正向间的夹角θ满足0°≤θ<150°(或θ∈[0,
])
(2)
.
解析
(1)磁场B的方向应在水平向右至沿斜面向上的范围内,包括水平向右,但不包括沿斜面向上.以水平向右为x轴正方向,则B与x轴正向间的夹角θ满足0°≤θ<150°(或θ∈[0,
])
(2)当B垂直斜面向上时,安培力沿斜面向上,此时B的值B
min
为最小值,
满足B
min
Il=mgsin30°,即
.
举一反三
如图,两根光滑的弧形轨道,轨道间接有电动势为E、内阻不计的电源,处于磁感强度为B、竖直向上的匀强磁场中.现将一根长L、质量为m、电阻为R的金属杆ab放于轨道上某一位置处恰好可处于静止.则此时杆对轨道压力的大小为多少?(轨道电阻不计)
题型:不详
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AB、CD是两足够长的导轨,AD=L,匀强磁场与导轨面垂直, 磁感应强度为B,导体AD间连一电阻R,导体ab质量为m,框架和导体电阻不计,如图,U形框架平面与水平面成θ角,摩擦系数为μ,则ab棒下滑的最大速度是多少?
题型:不详
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两根垂直纸面放置的直导线a和b,通有方向如图等值的电流I.一根通有方向如图电流I1的轻质导线cd与a、b等距沿纸面放置.则导线cd运动的情况是[ ]
A.沿逆时针方向转动
B.沿顺时针方向转动
C.c 端转向纸外,d 端转向纸里
D.c 端转向纸里,d 端转向纸外
题型:不详
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如图所示,水平放置的长直导体框架宽L=0.5m,框架上接一电阻R=1.5Ω,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T,导体AB可无摩擦沿框架滑动,AB电阻r=0.5Ω,当以速度V=8.0m/s向右运动时。
求:(1)电阻R的功率P
(2)维持导体AB匀速运动的外力大小F
题型:不详
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在图中,“
”表示一根垂直纸面放置的通电直导体,电流方向指向纸内,电流强度为I,其质量为m、长为L.当加上一个匀强磁场时,导体能够静止在倾角为θ的光滑斜面上.问:
(1)最小应加一个多大的磁场?方向如何?
(2)调节磁感强度的大小和方向,使导体所受磁场力的大小为mg,且导体仍保持静止状态,那么斜面所受的压力可能是多大?
题型:不详
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