如圖所示，在與水平方向成60°角的光滑金屬導軌間連一電源，在相距l(xiāng)m的平行導軌上放一重為3N的金屬棒ab，棒上通過3A的電流，磁場方向豎直向上，這時棒恰好靜止，求：
（1）勻強磁場的磁感應強度；
（2）ab棒對導軌的壓力；
（3）若要使B取值最小，其方向應如何調(diào)整？并求出最小值．
分析：（1）根據(jù)共點力平衡求出安培力的大小，從而根據(jù)F=BIL求出磁感應強度的大�。�
（2）根據(jù)共點力平衡，運用合成法求出支持力的大小，從而得出對導軌的壓力．
（3）當安培力平行斜面向上時，F(xiàn)有最小值，即磁感應強度具有最小值．
解答：解：（1）棒靜止時，受力如圖．
則有：F=Gtan60°
即BIL=Gtan60°
解得B=
3
G
IL
=
3
T．
故勻強磁場的磁感應強度大小為
3
T．
（2）ab棒對導軌的壓力與FN大小相等．
FN=
G
cos60°
=6N
故ab棒對導軌的壓力為6N．
（3）若要使B取值最小，即安培力F最小．顯然當F平行斜面向上時，F(xiàn)有最小值，此時B應垂直于斜面向上，且有：
F=Gsin60°
所以BminIL=Gsin60°
Bmin=
Gsin60°
IL
=
3
2
T．
故當B垂直于斜面向上時，有最小值，為
3
2
T．
點評：解決本題的關(guān)鍵會運用合成法處理共點力平衡問題，掌握運用平行四邊形定則求出力的最小值．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開始落下．在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當物塊P進入該區(qū)域內(nèi)，B便會對P產(chǎn)生一個豎直向上的恒力F作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且F=kmg，其中k=11．在水平方向上P、B之間沒有相互作用力．已知平板與地面間的動摩擦因數(shù)μ=2.0×10-3，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m=10．在P從靜止開始下落時，平板B有向左運動的速度v0=0.20m/s，P從靜止開始下落到進入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時間t0=0.50s．設(shè)平板B足夠長，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）物塊P從靜止開始下落到第一次回到初始位置所經(jīng)歷的時間；
（2）從物塊P由靜止開始下落到平板B的運動速度減小為零的這段時間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?海淀區(qū)二模）如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開始落下．在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當物塊P進入該區(qū)域內(nèi)，B便會對P產(chǎn)生一個豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f=kmg，其中k=11．在水平方向上P、B之間沒有相互作用力．已知平板與地面間的動摩擦因數(shù)μ=2.0×10-3，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m=10．在P開始下落時，平板B向右運動的速度v0=1.0m/s，P從開始下落到進入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時間t0=2.0s．設(shè)平板B足夠長，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）物塊P從開始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時間．
（2）從物塊P開始下落到平板B的運動速度減小為零的這段時間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當物塊P進入該區(qū)域內(nèi)，B便會對P產(chǎn)生一個豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f＝kmg，其中k＝11。在水平方向上P、B之間沒有相互作用力。已知平板與地面間的動摩擦因數(shù)，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m＝10。在P開始下落時，平板B向左運動的速度v0＝1.0m/s，P從開始下落到進入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時間t0＝2.0s。設(shè)平板B足夠長，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：

　�。�1）物塊P從開始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時間。

　�。�2）從物塊P開始下落到平板B的運動速度減小為零的這段時間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)。

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科目：高中物理 來源：2011屆北京四中高三上學期期中考試物理試卷 題型：計算題

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當物塊P進入該區(qū)域內(nèi)，B便會對P產(chǎn)生一個豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f＝kmg，其中k＝11。在水平方向上P、B之間沒有相互作用力。已知平板與地面間的動摩擦因數(shù)，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m＝10。在P開始下落時，平板B向左運動的速度v0＝1.0m/s，P從開始下落到進入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時間t0＝2.0s。設(shè)平板B足夠長，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：
　�。�1）物塊P從開始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時間。
　　（2）從物塊P開始下落到平板B的運動速度減小為零的這段時間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)。

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年北京四中高三上學期期中考試物理試卷 題型：計算題

如圖所示，在水平地面上放置一塊質(zhì)量為M的長平板B，在平板的上方某一高度處有一質(zhì)量為m的物塊P由靜止開始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的區(qū)域（如圖中虛線所示區(qū)域），當物塊P進入該區(qū)域內(nèi)，B便會對P產(chǎn)生一個豎直向上的恒力f作用，使得P恰好不與B的上表面接觸，且f＝kmg，其中k＝11。在水平方向上P、B之間沒有相互作用力。已知平板與地面間的動摩擦因數(shù)，平板和物塊的質(zhì)量之比M/m＝10。在P開始下落時，平板B向左運動的速度v0＝1.0m/s，P從開始下落到進入相互作用區(qū)域經(jīng)歷的時間t0＝2.0s。設(shè)平板B足夠長，保證物塊P總能落到B板上方的相互作用區(qū)域內(nèi)，忽略物塊P受到的空氣阻力，取重力加速度g＝10m/s2。求：

　　（1）物塊P從開始下落到再次回到初始位置所經(jīng)歷的時間。

　�。�2）從物塊P開始下落到平板B的運動速度減小為零的這段時間內(nèi)，P能回到初始位置的次數(shù)。

 

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