受力分析(包括安培力),然后根据平衡条件:F合=0列方程求解.2.分析求解安培力时需要注意的问题(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向,再根据左手定则判断安培力方向;(2)安培力大小与导体放置的角度有关,但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况,其中L为导体垂直于磁场方向的长度,为有效长度.一、安培力作用下的平衡问题例1 如图1所示,在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源,在相距1m的平行导轨上垂直放一质量为m=0.3kg的金属棒ab,通以从b→a,I=3A的电流,匀强磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止.求:(g取10m/s2)(1)匀强磁场磁感应强度的大小;图1解析 ab棒静止,受力情况如图所示,沿斜面方向受力平衡,则mgsin60°=BILcos60°.(2)ab棒对导轨的压力大小.答案 6N解析垂直斜面方向受力平衡,则FN=mgcos60°+BILsin60°由牛顿第三定律知ab棒对导轨的压力为:N′=N=6N例2 如图2甲所示,一对光滑平行金属导轨与水平面成α角,两导轨的间距为L,两导轨顶端接有电源,将一根质量为m的直导体棒ab垂直放在两导轨上.已知通过导体棒的电流大小恒为I,方向由a到b,图乙为沿a→b方向观察的侧视图.若重力加速度为g,在两导轨间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在导轨上保持静止.(1)请在图乙中画出导体棒受力的示意图;答案见解析图图2解析如图所示(2)求出导体棒所受的安培力大小;答案 mgtanα解析由平衡条件,磁场对导体棒的安培力F=mgtanα(3)保持通过导体棒的电流不变,改变两导轨间的磁场方向,导体棒在导轨上仍保持静止,试求磁感应强度B的最小值及此时的方向.解析当安培力方向平行于导轨向上时,安培力最小,磁感应强度最小,由平衡条件知,最小安培力Fmin=mgsinα,即BIL=mgsinα由左手定则知磁感应强度方向垂直导轨向上
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