Question

一個(gè)圓柱形玻璃管里面剛好裝了半管水銀，水銀質(zhì)量為m，玻璃管水平固定在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖11-28所示為玻璃管的截面圖.如有電流I通過(guò)水銀向紙內(nèi)方向流過(guò)，當(dāng)水銀面再次平衡時(shí)，測(cè)得水銀面上表面與豎直方向的夾角為α.求此時(shí)水銀受到的安培力及玻璃管對(duì)水銀的支持力.

圖11-28

Answer 1

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解析:

本題涉及到磁場(chǎng)中通電水銀的受力情況分析、物體的平衡等，考查學(xué)生的綜合分析能力.解題的實(shí)質(zhì)仍是力學(xué)的平衡問(wèn)題，注意不論水銀面如何，電流方向總是通過(guò)水銀向紙面內(nèi)流動(dòng)，所以水銀相當(dāng)于通電導(dǎo)線，所受安培力總是水平向左.

    當(dāng)水銀中通有電流I，再次平衡時(shí)，受到水平向左的安培力F，玻璃管對(duì)水銀的彈力F_N，其方向跟水銀面相垂直，以及重力mg三個(gè)力的作用.示意圖如圖11-29所示：

圖11-29

    根據(jù)力的平衡知：F＝mgcotα；.