示例:如圖所示,
在傾斜角為α的光滑斜面上,使長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的載流直導(dǎo)體垂直于紙面放置靜止?fàn)顟B(tài),施加的均勻磁場(chǎng)方向可為()
A. 平行向上傾斜
B. 平行向下傾斜
C. 垂直向下傾斜
D. 垂直向上傾斜
【分析】
畫(huà)出鋼絲受力示意圖。 它受到兩種明顯的力的影響:重力和支撐力。 導(dǎo)線處于平衡狀態(tài),也受到安培力的影響。 然而,由于磁場(chǎng)的不確定性,安培力可能會(huì)發(fā)生變化。
金屬絲處于平衡狀態(tài),金屬絲上的三個(gè)力必須形成首尾相連的閉合三角形。 從力圖可以看出,安培力的方向范圍在兩條直線①、②之間的夾角之內(nèi),而磁場(chǎng)必定與安培力垂直,所以磁場(chǎng)的范圍方向必須在安培力的兩個(gè)邊界的垂線之間的角度范圍內(nèi)。 磁場(chǎng)也可以在與電流平行的方向上有分量磁場(chǎng)方向,因此提供的答案選項(xiàng)只是“可能”,如圖所示。
【練習(xí)】:如圖所示,
兩根平行的輕質(zhì)細(xì)線的上端固定在天花板上,下端綁在一根金屬桿的兩端。 金屬棒的質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為d。 金屬棒內(nèi)有水平向內(nèi)的電流流動(dòng)。 整個(gè)裝置處于均勻磁場(chǎng)中。 ,當(dāng)金屬棒靜止時(shí),細(xì)線與垂直方向的夾角為θ,重力加速度為g磁場(chǎng)方向,則()
A、如果磁場(chǎng)向右水平,則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為mg/Id
B、若磁場(chǎng)垂直向下,則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為mgtanθ/Id
C、磁場(chǎng)最大磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過(guò)mg/Id
D、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為mgsinθ/Id
【分析圖】
【練習(xí)】如圖所示,
在傾斜角為α的光滑斜坡上,放置一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電流為I的導(dǎo)線。如果使導(dǎo)線靜止,則應(yīng)在斜坡上施加均勻磁場(chǎng)B。 大小和方向分別為()
AB=mgsinα/IL,方向垂直于斜坡向下
BB=mgsinα/IL,方向垂直于斜坡向上
CB=mgtanα/IL,方向垂直向下
DB=mgsinα/IL,方向水平向右
【分析圖】
【練習(xí)】在xoy水平面上有一根載流直導(dǎo)線,與ox和oy軸相交。 導(dǎo)線中電流的方向如圖18-5所示。 該區(qū)域存在均勻磁場(chǎng),載流直導(dǎo)線上的磁場(chǎng)力方向與ox軸方向一致。 正方向相同。 該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可以是()
A.沿x軸正方向
B.沿y軸負(fù)方向
C.沿z軸正方向
D.沿z軸負(fù)方向
【分析圖】