(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?
答案 (1) 垂直于导轨平面向上 (2)
解析 (1)画出金属杆的截面图.由三角形法则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小,B也最小.根据左手定则,这时B应垂直于导轨平面向上,大小满足BI1L=mgsinα,B=.
(2)当B的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,要使金属杆保持静止,应使沿导轨方向的合力为零,得BI2Lcosα=mgsinα,I2=.
针对训练1 (多选)如图2所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当通以图示方向电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是( )
图2
A.此过程中磁感应强度B逐渐增大
B.此过程中磁感应强度B先减小后增大
C.此过程中磁感应强度B的最小值为
D.此过程中磁感应强度B的最大值为
答案 AC
解析 导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上逆时针转至水平向左的过程中,安培力由沿斜面向上转至竖直向上,导体棒受力的动态变化如图所示,
由图知安培力逐渐增大,即此过程中磁感应强度B逐渐增大,选项A正确,选项B错误;刚开始安培力