Question

【題目】如圖所示，傾角為θ=30°的光滑導體滑軌A和B，上端接入一電動勢E=3V、內阻不計的電源，滑軌間距為L=0.1m，將一個質量為m=0.03kg，電阻R=0.5Ω的金屬棒水平放置在滑軌上，若滑軌周圍存在著垂直于滑軌平面的勻強磁場，當閉合開關S后，金屬棒剛好靜止在滑軌上，求滑軌周圍空間的磁場方向和磁感應強度的大�。�（重力加速度取g=10m/s2）

Answer 1

【答案】解：合上開關S后，由閉合電路歐姆定律得：I=

經分析可知，金屬棒受力如右圖所示，

金屬棒所受安培力：F=BIL

沿斜面方向受力平衡：F=mgsinθ

以上各式聯立可得：B=

代入解得：B=0.25T

磁場方向垂直導軌面斜向下．

答：滑軌周圍空間的磁場方向垂直導軌面斜向下，磁感應強度的大小為0.25T．

【解析】金屬棒在磁場中受到重力、斜面的支持力和安培力三個作用，根據平衡條件和安培力公式求解磁感應強度的大小，由左手定則判斷B的方向．
【考點精析】利用磁感應強度和安培力對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知磁感應強度是矢量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向；安培力做功與路徑有關，繞閉合回路一周，安培力做的功可以為正，可以為負，也可以為零，而不像重力和電場力那樣做功總為零．