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16.如图所示,用轻导线悬挂起来,处于水平方向的金属棒CD质量为m,整个装置处于一匀强磁场中,金属棒中通以电流I,稳定时其偏离竖直方向的角度为α.
(1)若磁场方向竖直向上,则金属棒中电流方向如何?磁感应强度大小如何?
(2)若要使磁感应强度最小,则磁场方向如何?磁感应强度大小如何?

分析 (1)由左手定则判断ab受力垂直与纸面向外,画出ab受力的平面图,根据平衡条件求得安培力大小,从而求得B的大小;
(2)由矢量三角形定则判断安培力的最小值及方向,进而由安培力公式和左手定则的得到B的大小以及B的方向.

解答 解:(1)金属棒在重力mg、悬线拉力T、安培力F作用下处于平衡,
则F=mgtanα
F=BIL
B=$\frac{mg}{IL}$tanα

(2)要使磁感应强度最小,应使棒受的安培力最小,则Fmin=mgsinα
得Bmin=$\frac{mgsinα}{IL}$
方向平行于悬线向上
答:(1)磁感应强度B为$\frac{mg}{IL}$tanα;
(2)所需匀磁场的磁感应强度B的最小值为得$\frac{mgsinα}{IL}$,方向平行于悬线向上

点评 本题考查安培力的方向与大小如何确定与计算,注意其公式F=BIL成立条件.

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C.直流电流表A2:0~3A(内阻约为0.1Ω)
D.直流电压表V1:0~3V(内阻约为5kΩ)
E.直流电压表V2:0~15V(内阻约为15kΩ)
F.滑动变阻器R1:0~10Ω,2A
G.标准电阻R2:3Ω

(1)为能较准确地测出电动机线圈电阻,应选择以下的乙电路图.图中表示电动机.
(2)为使电表指针有较大角度的偏转,需要选用的电流表是B,电压表是D.(填写实验器材前面的序号)
(3)闭合开关后,调节滑动变阻器控制电动机不转动时读出电流表、电压表示数.若某次实验电压表的示数为2.00V,电流表的示数为0.50A,电动机线圈电阻为1.00Ω.由此可计算出该电动机正常工作输出的机械功率为2.75W.(以上两空计算结果均保留三位有效数字)

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C.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;
D.改变砝码盘中砝码的质星,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.
根据以上实验过程,回答以下问题:

(1)对于上述实验,下列说法正确的是C
A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B.实验过程中砝码盘处于超重状态
C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D.弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=0.88m/s2(结果保留两位有效数字)
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