如圖所示,通電直導線ab質量爲m、水平地放置在兩根傾角爲θ的光滑絕緣導體軌道上,通以圖示方向的電流,電流強度爲...
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問題詳情:
如圖所示,通電直導線ab質量爲m、水平地放置在兩根傾角爲θ的光滑絕緣導體軌道上,通以圖示方向的電流,電流強度爲I.兩導軌間距爲l,要使導線ab靜止在導軌上,則關於所加勻強磁場大小、方向(從b向a看)的判斷正確的是( )
A.磁場方向豎直向上,磁感應強度大小爲
B.磁場方向豎直向下,磁感應強度大小爲
C.磁場方向水平向右,磁感應強度大小爲
D.磁場方向垂直斜面向上時,磁感應強度有最小值
【回答】
解:A、若磁場方向豎直向上,從b向a觀察,對導線受力分析由平衡條件得:
在水平方向上:F﹣FNsinθ=0
在豎直方向上:mg﹣FNcosθ=0
其中F=BIL,聯立以上各式可解得:
B=.故A正確
B、磁場方向豎直向下,導體棒受到的安培力水平向左,故不可能處於平衡狀態,故B錯誤;
C、磁場方向水平向右,導體棒受到的安培力豎直向下,還有支援力和重力,不可能處於平衡狀態,故C錯誤;
D、若要求磁感應強度最小,則一方面應使磁場方向與通電導線垂直,另一方面應調整磁場方向使與重力、支援力合力相平衡的安培力最小.
如圖乙所示,由力的矢量三角形討論可知,當安培力方向與支援力垂直時,安培力最小,對應磁感應強度最小,設其值爲Bmin,則:
BminIL=mgsinθ,
得:Bmin=根據左手定則判定知,該磁場方向垂直於斜面向上.故D正確
故選:AD
知識點:專題八 電磁感應
題型:多項選擇