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如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由a到b,图11乙为图甲沿a→b方向观察的平面图。若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止。

小题1:请在图11乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
小题2:求出磁场对导体棒的安培力的大小;
小题3:如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向。

小题1:如图所示

小题2:F=mgtanα
小题3:方向为垂直轨道平面斜向上
(1)如图答-2所示………………(3分)

(2)根据共点力平衡条件可知,磁场对导体棒的安培力的大小
F=mgtanα………………(2分)
(3)要使磁感应强度最小,则要求安培力最小。根据受力情况可知,最小安培力
Fmin=mgsinα,方向平行于轨道斜向上……………(1分)
所以最小磁感应强度Bmin==……………(1分)
根据左手定则可判断出,此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。…(1分)
练习册系列答案
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如图6所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直  放置的平行导轨AB、CD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ,现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流大小与时间成正比,即I=kt,其中k1为正恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图7所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是                 (  )   

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B.磁铁N极向外转,悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力
C.磁铁N极向里转,悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力
D.磁铁N极向外转,悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力

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C.z负向,tanqD.沿悬线向上,sinq

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是(   )
A.F、B、I三者总是互相垂直的
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C.B总与F和I垂直,但F、I之间可以不垂直
D.I总与F和B垂直,但F、B之间可以不垂直

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如图所示,带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形竖直轨道的内侧
来回往复运动,它向左或向右运动通过最低点时
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