Question

16．如圖所示，在傾角為θ=37°的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長為L=0.2m，質量為m=6×10^-2kg的通電直導線，電流方向垂直紙面向里，電流大小I=5A．導線用平行于斜面的輕繩拴住不動，通電直導線放在磁感應強度每秒增加0.04T且方向豎直向下的磁場中．設t=0時，B=0，要使斜面對導線的支持力為零（g取10m/s²，sin 37°=0.6，cos37°=0.8），則至少需要的時間為（　　）

• A． 5s
• B． 10s
• C． 20s
• D． 30s

Answer 1

分析 對通電導體棒受力分析，根據共點力平衡即可求得安培力，再求磁場強度，由磁場時間關系，可求的時間．

解答 解：斜面對導線的支持力為零時導線的受力如圖所示．

由平衡條件得：F_Tcos 37°=F，
F_Tsin 37°=mg，
兩式聯立解得：F=$\frac{mg}{tan37°}$=0.45N，
由F=BIL得：B=$\frac{F}{IL}$=0.8 T，
由題意知，B與t的變化關系為：B=0.04t，
代入數據得：t=20s．
由此可知，ABD錯誤，C正確．
故選：C

點評 本題主要考查了安培力作用下的共點力平衡，關鍵是正確受力分析，抓住臨界條件即可