Question

如圖所示，兩根平行金屬導軌M、N，電阻不計，相距0.2m，上邊沿導軌垂直方向放一個質量為m=5×10^-2kg均為金屬棒ab，ab的電阻為0.5Ω．兩金屬棒一端通過電阻R和電源相連．電阻R=2Ω，電源電動勢E=6V，內源內阻r=0.5Ω，如果在裝置所在的區域加一個勻強磁場，使ab對導軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止（導軌光滑）．求所加磁場磁感強度的大小和方向．

Answer 1

分析：根據閉合電路歐姆定律求出電路中電流的大小，抓住重力和安培力相等，求出磁感應強度的大小，根據左手定則確定磁感應強度的方向．

解答：解：因ab對導軌壓力恰好是零且處于靜止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定則可以判定B的方向水平向右，ab上的電流強度I=

E

R+r+rab

=

6

2+0.5+0.5

A=2A．
F=ILB=mg
B=

mg

IL

=

5×10-2×10

2×0.2

T=1.25T．
根據左手定則，磁感應強度的方向水平向右．
答：所加磁場磁感強度的大小為1.25T，方向水平向右．

點評：本題綜合考查了閉合電路歐姆定律及共點力平衡，關鍵掌握安培力的大小公式，以及會根據左手定則判斷安培力、磁感應強度方向和電流方向的關系．