如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒a、b悬挂在c、d两处,(1)当棒置于竖直向上的匀强磁场内.其中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态.

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 磁感应强度/2023-04-06 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒a、b悬挂在c、d两处,

(1)当棒置于竖直向上的匀强磁场内.其中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态.则磁感强度B为多少?
(2)为了使棒仍然平衡在该位置上,求所求磁场的磁感强度B' 的最小值为多大?方向如何?

◎ 答案

(1) B=mgtanθ/IL(2)Bmin= mgsinθ/ I所加磁场的方向应平行悬线向下

◎ 解析


试题分析:(1)画出从右侧逆着电流方向的侧视图如图所示.金属棒在重力mg,悬线拉力T,安培力F三个力作用下处于平衡状态.由共点力平衡条件:F=BIL=mgtanθ     (3分)

B=mgtanθ/IL    (2分)
(2)要求所加磁场的磁感强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向线不变,由画出的力的矢量三角形可知(图 ),安培力的最小值为         Fmin=mgsinθ.     

即                  ILBmin=mgsinθ,    (3分)
所以                Bmin= mgsinθ/ IL     (2分)
所加磁场的方向应平行悬线向下.             (2分)
点评:难度中等,本题难度在于学生不会换做角度观察受力,采用从左向右或从右向左观察,能把三维的立体图画成平面图

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒a、b悬挂在c、d两处,(1)当棒置于竖直向上的匀强磁场内.其中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态.…”主要考查了你对  【磁感应强度】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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