人教版高二物理(选修3-1)第三章磁场
3.4磁场对通电导线的作用力典型例题深度分析
例4. 如下图所示,两平行光滑导轨相距为20 cm,金属棒MN的质量为10 g,电阻R=8,匀强磁场的磁感应强度B=0.8T,方向竖直向下,电源电动势E=10V,内阻r=l。当电键 闭合时,MN恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?设。
分析:先根据左手定则判定安培力的方向,然后根据平衡条件列方程,再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解。
解:金属棒平衡时的平面受力图,如图所示。
当MN平衡时,有 ①
由电路欧姆定律,得②
由①、②式联立并代入数据,得R1=7
【点拨】改变观察角度,画出平面受力图,可使问题更便于分析。
例5. 质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成角斜向下,如图所示,求棒MN受到的支持力和摩擦力。
解析:求解此题容易犯的错误就是认为磁感应强度B与棒MN斜交成角。实际上尽管磁感线倾斜角,但磁场方向与棒MN仍是正交的。由左手定则判断安培力的方向时,要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向,垂直于电流方向和磁场方向所决