如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m、质量为6×10﹣2

如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m、质量为6×102 kg的通电直导线,电流大小I=1A、方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T、方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,求几秒后斜面对导线的支持力为零?(g10m/s2

答案

考点:

共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;安培力

专题:

共点力作用下物体平衡专题.

分析:

根据左手定则确定安培力的方向,抓住斜面对导线的支持力为零时,导线只受重力、线的拉力和安培力作用而处于平衡状态,据平衡条件求出安培力的大小,由F=BIL可以得到磁感应强度的大小,根据磁感应强度的变化率可以求出所需要的时间t

解答:

解:由题意知,当斜面对导线支持力为零时导线受力如图所示.

由图知FTcos37°=F     ①

FTsin37°=mg         ②

①②解得:导线所受安培力的为F==0.8 N

又根据F=BIL得:

此时导线所处磁场的磁感应强度为

B==2T

因为磁感应强度每秒增加0.4T,所以有

B=0.4t

t=5s

答:5秒后斜面对导线的支持力为零.

点评:

抓住支持力为0时的导线受力特征,根据平衡条件求解是关键.

 

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