Question

【題目】如圖甲所示，一對光滑平行金屬導軌與水平面成α角，兩導軌的間距為L，兩導軌頂端接有電源，將一根質量為m的直導體棒ab垂直放在兩導軌上。已知通過導體棒的電流大小恒為I，方向由a到b，圖乙為沿a→b方向觀察的側視圖。若重力加速度為g，在兩導軌間加一豎直向上的勻強磁場，使導體棒在導軌上保持靜止。

(1)請在圖乙中畫出導體棒受力的示意圖；

(2)求出導體棒所受的安培力大小；

(3)保持通過導體棒的電流不變，改變兩導軌間的磁場方向，導體棒在導軌上仍保持靜止，試求磁感應強度B的最小值及此時的方向。

Answer 1

【答案】（1）如圖；

（2）（3）方向垂直軌道斜向上

【解析】(1)如圖：

(2)由平衡條件，磁場對導體棒的安培力

(3)當安培力方向平行于軌道斜向上時，安培力最小，磁感應強度最小，

由平衡條件最小安培力，即

則最小的磁感應強度

由左手定則知 強高度方向垂直軌道斜向上