二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)
图22
9.如图22所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则棒ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，
图23
受到的支持力为________.
解析：画出ab棒的横截面图，并受力分析如答图23所示，因为棒ab处于静止状态，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竖直方向上受力平衡，得F安cosα+FN=mg，则FN=mg-BILcosα.
答案：BILsinα;水平向右;mg-BILcosα
图24
10.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图24所示的电流时，通电直导线A受到水平向________的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向________.
解析：由题图可知，直导线A位于导线环B产生的垂直纸面向里的磁场中，根据左手定则，可判断导线A受到的安培力方向向右.当A、B中的电流方向改变时，A导线处于导线B产生垂直纸面向外的磁场中，同时导线A的电流方向改变，依据左手定则可以判定，A受到的安培力仍水平向右.
答案：右;右
图25
11.如图25所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×10-2 kg的通电直导线，电流强度I=1 A，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0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t=0时，B=0，则需要几秒，斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)
图26
解：当斜面对导线的支持力为零时，导线受力如答图26所示，设经t s时B=0.4 t(T), 通电导线受的安培力为FA=BIL，根据平衡条件有：FA=mgcot37°，所以BIL=mgcot37°，所以B==2 T，所以t=5 s.
图27
12.在磁感应强度B=0.08 T，方向竖直向下的匀强磁场中，一根长度L1=20 cm，质量m=24 g的金属横杆水平地悬挂在两根长度均为L2=12 cm的轻细导线上，导线中通有如图27所示方向的电流，电流强度保持为I=2.5 A不变，横杆在悬线偏离竖直位置θ=30°处由静止开始摆下，求横杆通过最低位置时的瞬时速度大小.
解：金属杆在磁场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，且安培力在杆下摆过程中做负功，根据动能定理，得
mgL2(1-cosθ)-FL2· sinθ=mv2，
L2=12 cm=0.12 m，
v=
= m/s=0.35 m/s.
