如图*所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂...

问题详情：

如图*所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，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。将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略。通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图*沿a→b方向观察的平面图。若重力加速度为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)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；

(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；

(3)如果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B的最小值的大小和方向。

【回答】

(1)如图所示。

 ————————————————————————（2分）

(2)根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F＝mgtanα———（3分）

(3)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小

根据受力情况可知，最小安培力Fmin＝mgsinα——————————————（1分）

方向平行于轨道斜向上

所以最小磁感应强度Bmin＝＝————————————————（1分）

根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上———（1分）

共计8分。

知识点：磁场对通电导线的作用力

题型：计算题