题文
如图所示,质量为m、边长为l的等边三角形ABC导线框,在A处用轻质细线竖直悬挂于质量也为m、长度为L的水平均匀硬杆一端,硬杆另一端通过轻质弹簧连接地面,离杆左端L/3处有一光滑固定转轴O。垂直于ABC平面有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,当在导线框中通以逆时针方向大小为I的电流时,AB边受到的安培力大小为________,此时弹簧对硬杆的拉力大小为________。
题型:未知 难度:其他题型
答案
BIl;mg/2。
解析
由安培力公式可求得AB受到的安培力及整体受到的安培力;由力矩的平衡条件可求得弹簧对杆的拉力.
AB的长度为L,则AB边受到的安培力F=BIL;同理其他两边的安培力均为BIL;BC边受到的安培力竖直向上,而BAC受到的等效安培力竖直向下,故三角形导线框受到的总安培力为0;故左侧对轻杆的拉力为:设轻杆长为S,则由力矩平衡可知:
,
解得
;
故答案为:BIL,mg/2 .
点评:本题中要注意安培力的等效求法,虽然每一个边都受到安培力,但由于闭合的电路中,等效长度为零,故等效安培力为零.
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量为m、边长为l的等边三角形.....”主要考查你对 [力矩的平衡 ]考点的理解。
力矩的平衡
力矩和力偶:
①力臂:从转动轴到力的作用线的距离。
②力矩:力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
③力偶:力学上把作用在同一物体上的大小相等,方向相反、不共线的两个平行力组成的力系称为力偶。
④力偶矩:力学中,用力偶中的任一力的大小与力偶臂的乘积再冠以相应的正、负号,作为力偶使物体转动效应的度量,成为力偶矩,用M表示,单位牛米(N·m)。
力矩的平衡条件:
有固定转动轴的物体的平衡条件是力矩的代数和等于零,即M合=M1+M2+M3+…=0。
刚体平衡的条件:
①在任何外力作用下,大小和形状不变的物体,叫做刚体。
②刚体的平衡条件是合力为零,合力矩为零,即∑F=0,∑M=0。


