Question

8．如圖所示，在與水平方向成60°角的光滑金屬導軌間連一電源，在相距1m的平行導軌上放一質量為0.3kg的金屬棒ab，棒上通以3A的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止，求：（g=10m/s²） 
（1）勻強磁場的磁感應強度；
（2）ab棒對導軌的壓力．

Answer 1

分析 金屬棒ab受到重力mg、導軌的支持力F_N和安培力F作用，安培力F=BIL，根據平衡條件求解磁感應強度B和導軌對棒的支持力，再求出棒對導軌的壓力．

解答 解：金屬棒ab受到重力mg、導軌的支持力F_N和安培力F作用，力圖如圖所示．
根據平衡條件得
     F=mgtan60°
     F_N=2mg
又F=BIL
得到B=$\frac{mgtan60°}{IL}$=1.73T，F_N=6N
由牛頓第三定律得棒對導軌的壓力大小為6N．   
答：磁感應強度B為1.73T，棒對導軌的壓力大小6N．

點評 本題是通電導體在磁場中平衡問題，分析和計算安培力是關鍵