Question

（10分）如圖所示，在傾角為37°的固定金屬導(dǎo)軌上，放置一個(gè)長(zhǎng)L=0.4m、質(zhì)量m=0.3kg的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌且接觸良好。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源，電阻R＝2.5 Ω，其余電阻不計(jì)，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力�，F(xiàn)外加一與導(dǎo)體棒垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，（sin37°=0.6，cos37°=0.8  g=10m/s²）求：

(1) 使導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力，所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；
(2) 使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向。

Answer 1

（1）B=5T磁場(chǎng)的方向水平向左(2) B=1T磁場(chǎng)的方向垂直于斜面向上

試題分析：（1）設(shè)導(dǎo)體棒中電流大小為I，  （1分）
解得 I=1.5A    （1分）
若導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力，安培力豎直向上，且有
   （2分）
解得 B=5T      （1分）
根據(jù)左手定則可以判定，磁場(chǎng)的方向水平向左（1分）
（2）能使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，且所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小時(shí)，
安培力的方向應(yīng)平行于斜面向上，受力分析如圖。則

    （2分）
解得 B=1T    （1分）
根據(jù)左手定則可以判定，磁場(chǎng)的方向垂直于斜面向上   （1分）
點(diǎn)評(píng)：難度較小，安培力的方向總是垂直于BI所構(gòu)成的平面，安培力的方向不能判斷錯(cuò)，再轉(zhuǎn)化為受力平衡的問(wèn)題進(jìn)行分析