安培力作用下物体的平衡
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质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ= 37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2m, 杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B =2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如 图所示.现调节滑动变阻器的触头,试求出为使 杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?
例2.如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定 一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入 电源和滑动变阻器R.电源电动势E=12 V,内阻r= 1 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并 接触良好.整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、 垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电 阻不计).金属导轨是光滑的,取g=10 m/s2,要 保持金属棒在导轨上静止,求: (1)金属棒所受到的安培力大小; (2)通过金属棒的电流; (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值.
FN
F BIL mg sin mg sin B IL 方向垂直斜面向上
B θ
I来自百度文库θ mg
F
F B θ mg I
引申2:欲使它静止在斜面上,且对斜
面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的 最小值为 _________, 方向________.
BIL mg
mg B IL
水平向左
在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有 电流I,长为L,质 量为m的导 体棒, 如图所示,在竖直向上的磁场中静止, 则磁感应强度B为 _________.
F BIL mg tan mg tan B IL
B
FN
×
θ
F
mg
引申1:欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度
B的最小值为________, 方向________.
如图所示,金属杆ab的质量为m,长为L, 通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀 强磁场中,结果ab静止在水平导轨上。若 磁场方向与水平导轨成θ角,求: (1)棒ab受到的摩擦力; (2)棒对导轨的压力。
B
a θ
【答案】(1)Ff=BIL Sin θ (2)FN=mg+BIL Cos θ
b
安培力作用下物体的平衡问题
第三章 磁场
安培力作用下物体的平衡问题
导学释疑:典例探究
例 1.如图所示,光滑导轨与水平面成 θ 角,导轨宽 L。 匀强磁场磁感应强度为 B。金属杆长也为 L,质量为 m,水平 放在导轨上。当回路总电流为 I1 时,金属杆正好能静止。求: (1)当 B 的方向垂直于导轨平面向上时 B 的大小; (2)若保持 B 的大小不变而将 B 的方向改为竖直向上,应 把回路总电流 I2 调到多大才能使金属杆仍保持静止?