如图所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α=45°的平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源,使得通过导体棒电流大小为I,将一根质量为m的长直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直,导体棒截面为方形。已知重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止。
(1)若平行导电轨道光滑,求磁感应强度的大小B0;
(2)若平行导电轨道光滑,改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin及其方向;
(3)若导体棒与平行导电轨道间的动摩擦因数为μ(μ<1),不改变磁场方向,求磁感应强度最大值Bmax。
【考点】安培力的计算公式及简单应用;共点力的平衡问题及求解.
【答案】(1)若平行导电轨道光滑,磁感应强度的大小B0为;
(2)若平行导电轨道光滑,改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin为;方向垂直轨道平面向上;
(3)若导体棒与平行导电轨道间的动摩擦因数为μ(μ<1),不改变磁场方向,磁感应强度最大值Bmax为。
mg
IL
2
mg
2
IL
(2)若平行导电轨道光滑,改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度的最小值Bmin为
2
mg
2
IL
(3)若导体棒与平行导电轨道间的动摩擦因数为μ(μ<1),不改变磁场方向,磁感应强度最大值Bmax为
(
1
+
μ
)
mg
(
1
-
μ
)
IL
【解答】
【点评】
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