二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)

　　圖22

　　9.如圖22所示，質(zhì)量為m，長為L，通有電流為I的導(dǎo)體棒ab靜止在水平導(dǎo)軌上，勻強磁場磁感應(yīng)強度為B，其方向與導(dǎo)軌平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，則棒ab受到的摩擦力大小為________，方向為________，

　　圖23

　　受到的支持力為________.

　　解析：畫出ab棒的橫截面圖，并受力分析如答圖23所示，因為棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，由棒ab水平方向受力平衡可得Ff=F安sinα=BILsinα，方向水平向右.棒ab豎直方向上受力平衡，得F安cosα+FN=mg，則FN=mg-BILcosα.

　　答案：BILsinα;水平向右;mg-BILcosα

　　圖24

　　10.通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖24所示的電流時，通電直導(dǎo)線A受到水平向________的安培力作用.當(dāng)A、B中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導(dǎo)線A所受到的安培力方向水平向________.

　　解析：由題圖可知，直導(dǎo)線A位于導(dǎo)線環(huán)B產(chǎn)生的垂直紙面向里的磁場中，根據(jù)左手定則，可判斷導(dǎo)線A受到的安培力方向向右.當(dāng)A、B中的電流方向改變時，A導(dǎo)線處于導(dǎo)線B產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場中，同時導(dǎo)線A的電流方向改變，依據(jù)左手定則可以判定，A受到的安培力仍水平向右.

　　答案：右;右

　　圖25

　　11.如圖25所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6×10-2 kg的通電直導(dǎo)線，電流強度I=1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中，設(shè)t=0時，B=0，則需要幾秒，斜面對導(dǎo)線的支持力為零?(g取10 m/s2)

　　圖26

　　解：當(dāng)斜面對導(dǎo)線的支持力為零時，導(dǎo)線受力如答圖26所示，設(shè)經(jīng)t s時B=0.4 t(T), 通電導(dǎo)線受的安培力為FA=BIL，根據(jù)平衡條件有：FA=mgcot37°，所以BIL=mgcot37°，所以B==2 T，所以t=5 s.

　　圖27

　　12.在磁感應(yīng)強度B=0.08 T，方向豎直向下的勻強磁場中，一根長度L1=20 cm，質(zhì)量m=24 g的金屬橫桿水平地懸掛在兩根長度均為L2=12 cm的輕細(xì)導(dǎo)線上，導(dǎo)線中通有如圖27所示方向的電流，電流強度保持為I=2.5 A不變，橫桿在懸線偏離豎直位置θ=30°處由靜止開始擺下，求橫桿通過最低位置時的瞬時速度大小.

　　解：金屬桿在磁場中受到的安培力是恒力，大小F=BIL1=0.08×2.5×0.2 N=0.04 N，方向水平，且安培力在桿下擺過程中做負(fù)功，根據(jù)動能定理，得

　　mgL2(1-cosθ)-FL2· sinθ=mv2，

　　L2=12 cm=0.12 m，

　　v=

　　= m/s=0.35 m/s.