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如图所示,相距20cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为a=37°,上面放着质量为80g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在轨道上,

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如图所示,相距20cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为a=37°,上面放着质量为80g的金属杆ab,整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中.

(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在轨道上,必须通以多大的电流?
(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流?
▼优质解答
答案和解析
(1)当磁场方向竖直向下,导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力,如左图所示.
由于杆静止,三个力的合力为零,故F=mgtan37°…①
又因为F=BIL…②
联立①②代入数据解之得:I=15A
(2)当磁场的方向垂直于垂直斜面向下,导体棒受重力、支持力和沿斜面向上的安培力,如右图所示.
由于杆静止,三个力的合力为零,故F1=mgsin37°…③.
联立②③解之得:I2=12A
答:(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在轨道上,必须通以14.7A的电流.(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨上,必须通以11.76A的电流.