Question

如圖，通電導(dǎo)體棒的質(zhì)量為60g，電流強(qiáng)度為2A，導(dǎo)體棒插在兩光滑絕緣圓環(huán)中，兩環(huán)相距1m，環(huán)的半徑為0.5m，處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T．通電后棒恰好能在圓環(huán)上某一位置處于平衡狀態(tài)，求在此位置棒對每一只圓環(huán)的壓力是多大？該位置與環(huán)底的高度差是多少？（g=10m/s²）

Answer 1

分析：根據(jù)安培力的大小表達(dá)式，結(jié)合安培力的方向，由平衡條件，即可求解出壓力的大小，再由幾何關(guān)系，即可求解高度．

解答：解：導(dǎo)體棒所受的安培力大小為：F=BIL，
根據(jù)題意可知，安培力的方向?yàn)樗�平方向�?br />設(shè)每個(gè)圓環(huán)對導(dǎo)體棒的支持力為F_N，與豎直方向的夾角為θ，
由物體的平衡條件得：2FN=

(mg)2+F2

解得：F_N=0.5N
cosθ=

mg

2FN

=0.6
h=R(1-cosθ)=

1

2

(1-

3

13

)m=0.2m
答：在此位置棒對每一只圓環(huán)的壓力是0.5N；該位置與環(huán)底的高度差是0.2m．

點(diǎn)評：考查安培力的大小表達(dá)式，掌握受力分析的方法，運(yùn)用受力平衡條件，注意幾何關(guān)系的應(yīng)用．