如圖（a）所示，在間距L=0.5m、傾角θ=37°的光滑傾斜導(dǎo)軌上，水平地放著一質(zhì)量為m=0.02kg的通電導(dǎo)體棒ab，電流大小為I=2.0A．為使導(dǎo)體棒ab在斜面上靜止，可在平行紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場．
（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，如圖（b）所示，請?jiān)趫D中標(biāo)出導(dǎo)體棒ab中電流的方向，并作出它的受力示意圖；
（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，如圖（c）所示，求出此狀態(tài)時的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小．
（3）如果導(dǎo)體棒中的電流改為圖（d）所示，磁場的方向可在紙面內(nèi)改變，現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒仍能靜止在導(dǎo)軌上，所加的勻強(qiáng)磁場的方向范圍是什么？請畫在圖（d）中．[畫法舉例：如圖（e）所示，實(shí)線一側(cè)表示包含該方向，虛線一側(cè)表示不包含該方向】
分析：（1）導(dǎo)體棒受重力、安培力，二力平衡，然后由左手定則判斷電流的方向；
（2）導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力，三力平衡由此確定安培力的大小，由F=BIL求B的大小；
（3）根據(jù)平衡條件結(jié)合力的合成法則判斷安培力的方向范圍然后由左手定則判斷磁場方向的范圍．
解答：解：（1）ab的受力示意如圖，由左手定則判斷電流的方向如圖（b）所示

（2）導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力，三力平衡，運(yùn)用合成法，

結(jié)合幾何知識得：金屬棒所受的磁場力 F=mgtanθ=0.02×10×
3
3
=
3
15
（N）
則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B2=
F
IL
=
3
15
2.0×0.5
=
3
15
（T）
（3）若既要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，安培力應(yīng)該在支持力反向延長線與重力反向延長線的夾角之間，如圖圓弧范圍：

由左手定則判斷則磁場的方向范圍為：

答：（1）電流方向如圖所示，受力示意圖如圖所示．
（2）受力示意圖如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小為
3
15
T．
（3）如圖（d）．
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵熟悉左手定則，然后對棒受力分析后結(jié)合平衡條件列式求解，不難．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

平行金屬板A、B相距為d，如圖（a）所示，板間加有隨時間而變化的電壓，如圖（b）所示．設(shè)U0和T已知．A板上O處有一靜止的帶電粒子，其電量為q，質(zhì)量為m（不計(jì)重力）．在t=0時刻受板間電場加速向B板運(yùn)動，途中由于電場反向又向A板返回，
（1）為使t=T時粒子恰好回到O點(diǎn)，求
U0Ux
的比值應(yīng)滿足什么關(guān)系？粒子返回O點(diǎn)時的動能是多少？
（2）為使粒子在由A向B運(yùn)動中不致碰到B板，求Ux的取值范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?上海）利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h（h＞L）．

（1）電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：
保證小球沿水平方向拋出
保證小球沿水平方向拋出
．
（2）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C=s，則小球做平拋運(yùn)動的初速度為v0=
s
g
2(h-L)
s
g
2(h-L)
．
（3）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖（b）所示圖象．則當(dāng)θ=30？時，s為
0.52
0.52
m；若懸線長L=1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO′為
1.5
1.5
m．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO’為h，且h＞L．

（1）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O’C=s，則小球做平拋運(yùn)動的初速度v0為
s
g
2(h-L)
s
g
2(h-L)
．
（2）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點(diǎn)與O’點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖（b）所示圖象．則當(dāng)θ=60°時，s為
1
1
m；若懸線長L=1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO’為
1.5
1.5
m．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?閔行區(qū)三模）如圖（a）所示，在電場強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B（可被視為質(zhì)點(diǎn)），被固定在一根絕緣輕桿的兩端，輕桿可繞與電場方向垂直的固定轉(zhuǎn)動軸O無摩擦轉(zhuǎn)動，小球A、B與軸O間的距離分別為l、2l，其中小球B上帶有電量為q的正電荷，小球A不帶電．將輕桿轉(zhuǎn)動到水平方向后，無初速釋放，若已知
.
mg
=
3
6
．

求：（1）輕桿轉(zhuǎn)動到何位置時，小球A、B的速率達(dá)到最大．
（2）若l=
3
米，小球A、B的最大速率為多少？
某同學(xué)是這樣解的：（1）目前輕桿無法平衡，在小球A、B的帶動下，開始順時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)A、B的速度達(dá)到最大時，小球B所受的電場力與重力的合力恰與桿平行，如圖（b）所示，所以tanθ=qE/mg=…，
（2）對從a圖位置到b圖位置過程用動能定理求出A、B兩球的最大速率．你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否正確，若正確，請完成計(jì)算；若不正確，請說明理由，并用你自己的方法算出正確結(jié)果．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（a）所示，在xOy豎直平面直角坐標(biāo)系中，有如圖（b）所示的隨時間變化的電場，電場范圍足夠大，方向與y軸平行，取豎直向上為正方向；同時也存在如圖（c）所示的隨時間變化的磁場，磁場分布在x1≥x≥0、y1≥y≥-y1的虛線框內(nèi)，方向垂直坐標(biāo)平面，并取向內(nèi)為正方向．在t=0時刻恰有一質(zhì)量為m=4×10-5kg、電荷量q：1×10-4C的帶正電小球以v0=4m/s的初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正向射入場區(qū)，并在0.15s時間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：精英家教網(wǎng)
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）0.3s末小球速度的大小及方向：
（3）為確保小球做完整的勻速圓周運(yùn)動，x1和y1的最小值是多少？

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