Question

16．如圖所示，水平導(dǎo)體棒AB被兩根豎直細(xì)線懸掛，置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，己知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，導(dǎo)體棒長L=1m，質(zhì)量m=0.5kg，g取10m/s²，當(dāng)導(dǎo)體棒中通以從A到B的電流時：
（1）導(dǎo)棒所受安培力的方向？當(dāng)電流I=2A時，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小F？每根細(xì)線的拉力T多大？
（2）導(dǎo)體棒中通過的電流I′多大時，細(xì)線中的拉力剛好為0？
（3）若將導(dǎo)體棒改成用一根細(xì)線懸掛在棒的中點(diǎn)，當(dāng)電流I=2A時細(xì)線的拉力T多大？
（4）若將導(dǎo)體棒改放在絕緣的水平面上，當(dāng)電流I=2A時，水平面支持力F_N多大？
（5）若將電流或磁場反向時，當(dāng)電流I=2A時細(xì)線的拉力T多大？
（6）若將導(dǎo)體棒改放在兩平行放置的導(dǎo)軌上，當(dāng)電流I=2A時，每根導(dǎo)軌的支持力多大？
（7）當(dāng)B的方向與導(dǎo)體棒平行時，當(dāng)電流I=2A時，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小F？
（8）你還想那個作哪些變化？注意復(fù)習(xí)安培力大小和方向？

Answer 1

分析 根據(jù)左手定則判斷出安培力方向，根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求得細(xì)線的拉力或支持力．

解答 解：（1）根據(jù)左手定則可知安培力方向豎直向上，大小為F=BIL=0.5×2×1N=1N，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知2T+F=mg，解得T=2N
（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知mg=BIL，解得I=$\frac{mg}{BL}=\frac{5}{0.5×1}A=10A$
（3）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可孩子T+BIL=mg，解得T=4N
（4）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知F_N+BIL=mg，解得F_N=4N
（5）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知2T+F=mg，解得T=2N
（6）據(jù)共點(diǎn)力平衡可知2F_N+F=mg，解得F_N=2N
（7）當(dāng)B的方向與導(dǎo)體棒平行時，導(dǎo)體棒不受安培力，故F=0
（8）當(dāng)磁場方向與通電導(dǎo)線成角度θ，判斷安培力的大小，繩子的彈力大小
答：1）導(dǎo)棒所受安培力的方向？當(dāng)電流I=2A時，導(dǎo)體棒所受安培力的大小F為1N，每根細(xì)線的拉力T為2N？
（2）導(dǎo)體棒中通過的電流I′為10A時，細(xì)線中的拉力剛好為0？
（3）若將導(dǎo)體棒改成用一根細(xì)線懸掛在棒的中點(diǎn)，當(dāng)電流I=2A時細(xì)線的拉力T為4N
（4）若將導(dǎo)體棒改放在絕緣的水平面上，當(dāng)電流I=2A時，水平面支持力F_N為4N
（5）若將電流或磁場反向時，當(dāng)電流I=2A時細(xì)線的拉力T為2N
（6）若將導(dǎo)體棒改放在兩平行放置的導(dǎo)軌上，當(dāng)電流I=2A時，每根導(dǎo)軌的支持力為2N
（7）當(dāng)B的方向與導(dǎo)體棒平行時，當(dāng)電流I=2A時，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小F為0
（8）當(dāng)磁場方向與通電導(dǎo)線成角度θ，判斷安培力的大小，繩子的彈力大小

點(diǎn)評 本題是安培力的分析和計算問題．安培力大小的一般計算公式是F=BILsinα，α是導(dǎo)體與磁場的夾角，當(dāng)B、I、L互相垂直的時候安培力最大為F=BIL．