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选修3-2
第四章 电磁感应
4.4 法拉第电磁感应定律
含源单棒模型
如图所示,金属棒$ab$质量为$m$,通过的电流为$I$,处在磁感应强度为$B$的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面夹角为$\theta$,$ab$静止于宽为$L$水平导轨上,下列说法正确的是$(\qquad)$
金属棒受到的安培力大小为$F=BIL\\sin \\theta$
","金属棒受到的安培力方向水平向右
","若只增加电流的大小,金属棒$ab$受到的支持变大
","若只改变电流方向,金属棒$ab$仍然会静止在导轨上
"]$\rm A$.金属棒受到的安培力大小为$F=BIL$,故$\rm A$错误;
$\rm B$.根据左手定则可以判断安培力的方向与磁感应强度的方向垂直,不是水平向右,故$\rm B$错误;
$\rm C$.对金属棒$ab$受力分析,如下图所示
水平方向上$F_{f}=F\sin\theta$
竖直方向上$mg=BIL\cos\theta+F_{N}$
可得$F_{N}=mg-BIL\cos\theta$
若只增加电流的大小,金属棒$ab$受到的支持变小,故$\rm C$错误;
$\rm D$.改变电流方向后,安培力的方向发生变化,重新对金属棒$ab$受力分析,如下图所示
水平方向上仍有$F_{f}=F\sin\theta$
因此若只改变电流方向,金属棒$ab$仍然会静止在导轨上,故$\rm D$正确
故选:$\rm D$。
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