Question

9．如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4m，質(zhì)量為6×10^-2 kg的通電直導(dǎo)線，電流I=1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.5T，方向豎直向上的磁場中．設(shè)t=0時(shí)，B=0，則需要多長時(shí)間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？

Answer 1

分析 對通電直導(dǎo)線受力分析，受重力、支持力、安培力，根據(jù)平衡條件列式求解安培力；根據(jù)B=$\frac{F}{IL}$求解磁感應(yīng)強(qiáng)度，結(jié)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，得到時(shí)間．

解答 解：斜面對導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示．由平衡條件，有：
F_Tcos37°=F…①
F_Tsin37°=mg…②
由①②解得：F=$\frac{mg}{tan37°}$=$\frac{6×1{0}^{-2}×10}{0.75}$N=0.8N
由F=BIL解得：B=$\frac{F}{IL}=\frac{0.8}{1×0.4}T=2T$，
由于B=0.5t，故t=4s；
答：需要4s時(shí)間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是明確導(dǎo)線的受力情況，根據(jù)平衡條件列式求解安培力，同時(shí)要記住磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義公式B=$\frac{F}{IL}$．