Question

（8分）如圖所示，傾角為θ＝30°的光滑導(dǎo)體滑軌A和B，上端接入一電動(dòng)勢E＝3 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源，滑軌間距為L＝10 cm，將一個(gè)質(zhì)量為m＝30 g，電阻R＝0.5 Ω的金屬棒水平放置在滑軌上，若滑軌周圍存在著垂直于滑軌平面的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)閉合開關(guān)S后，金屬棒剛好靜止在滑軌上，求滑軌周圍空間的磁場方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

Answer 1

0.25T  磁場方向垂直導(dǎo)軌面斜向下

試題分析：本題屬于共點(diǎn)力平衡問題
合上開關(guān)S后，由閉合電路歐姆定律得： （2分）
經(jīng)分析可知，金屬棒受力如圖所示，

金屬棒所受安培力：（2分）
沿斜面方向受力平衡：（2分）
以上各式聯(lián)立可得：（1分）
磁場方向垂直導(dǎo)軌面斜向下（1分）
點(diǎn)評(píng)：中等難度。決安培力的平衡問題的分析方法是：(1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖或俯視圖等； (2)確定導(dǎo)線所在處磁場的方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向； (3)結(jié)合通電導(dǎo)體、受力分析、運(yùn)動(dòng)情況等，根據(jù)題目要求列出方程，解決問題．