Question

如圖，平行傾斜的光滑導(dǎo)軌寬度為0.2m，上端連接圖示的電源E，當(dāng)導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上時(shí)，有2.5A電流的通過棒，已知棒的質(zhì)量為0.1kg，軌道傾角θ=30⁰，g=10m/s²．則下列說法正確的是（　　）

A．如果加上磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T的勻強(qiáng)磁場，則棒所受安培力F一定是1 N

B．如果發(fā)現(xiàn)棒所受的安培力F=0，則一定沒有加磁場

C．如果所加勻強(qiáng)磁場的B=2T，則棒不能靜止在導(dǎo)軌上

D．如果所加的勻強(qiáng)磁場的B=0.5T，要使棒靜止，則滑動(dòng)變阻器R的滑片必須上滑

Answer 1

分析：A、金屬棒與磁場方向垂直，根據(jù)安培力公式F=BIL，求出安培力的大��；若不垂直則安培力則小于此值；
B、若沒有安培力，則可能沒有磁場，也可能沒通電，也可能通電導(dǎo)線與磁感線平行；
C、根據(jù)受力分析，由力的大小與方向來確定能否靜止導(dǎo)軌；
D、根據(jù)所加磁場大小，結(jié)合安培力的大小公式，來確定棒能否靜止．若不能，則通過改變安培力大小來判定．

解答：解：A、由題意可知，當(dāng)所加磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T的勻強(qiáng)磁場時(shí)，若是垂直于導(dǎo)軌，則根據(jù)安培力公式F=BIL=2×2.5×0.2N=1N；
若不垂直導(dǎo)軌，則安培力一定小于1N，因?yàn)榕c導(dǎo)線垂直方向分解的磁感應(yīng)強(qiáng)度變小所導(dǎo)致的，故A錯(cuò)誤；
B、沒有安培力，則可能沒有磁場，也可能沒通電，也可能通電導(dǎo)線與磁感線平行，故B錯(cuò)誤；
C、由題意可知，重力與支持力方向確定，由于磁場方向未定，所以當(dāng)安培力沿導(dǎo)軌的分力大小為0.5N時(shí)，棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C錯(cuò)誤；
D、如果所加的勻強(qiáng)磁場的B=0.5T，若磁場與導(dǎo)軌垂直，若使棒處于靜止，則安培力大小為0.5N，因此必須為5A才能確保處于平衡．故D正確；
故選：D

點(diǎn)評：本題考查應(yīng)用平衡條件解決磁場中導(dǎo)體的平衡問題，關(guān)鍵在于安培力的分析和計(jì)算，比較容易．在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)通電導(dǎo)體與磁場垂直時(shí)，安培力大小F=BIL，方向由左手定則判斷．