如圖甲所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源．將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直．已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略，通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖．若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止．
（1）求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大��；
（2）如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向．
分析：（1）如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小
（2）要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最�。墒芰Ψ治隹芍�，最小安培力方向平行于軌道斜向上．根據(jù)左手定則判斷出磁場(chǎng)的方向．
解答：解：（1）如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小
F=mgtanα
（2）要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最小．根據(jù)受力情況可知，最小安培力
Fmin=mgsinα，方向平行于軌道斜向上
所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin=
Fmin
Il
=
mgsinα
Il

根據(jù)左手定則可判斷出，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希?br />答：（1）磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小F=mgtanα；
（2）使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小為
mgsinα
Il
，方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希?/div>
點(diǎn)評(píng)：該題的關(guān)鍵是共點(diǎn)力平衡時(shí)最小力的條件，根據(jù)題目的條件分析即可，也可以直接使用最小力的條件的結(jié)論．屬于基礎(chǔ)題目．
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源．將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直．已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略，通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖11乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖．若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止．
（1）請(qǐng)?jiān)趫D11乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖；
（2）求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大�。�
（3）如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示．已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，g=10m/s2．求：
（1）運(yùn)動(dòng)過程中物體的最大加速度為多少？
（2）距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)時(shí)物體的速度達(dá)到最大？
（3）物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源。將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直。已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略，通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖11乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖。若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止。

1.請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖；

2.求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小；

3.如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年度河南省鄭州市高三物理第一次質(zhì)量預(yù)測(cè)物理卷 題型：計(jì)算題

2011年3月11日，日本大地震以及隨后的海嘯給日本帶來了巨大的損失。災(zāi)后某中學(xué)的部分學(xué)生組成了一個(gè)課題小組，對(duì)海嘯的威力進(jìn)行了模擬研究，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下的模型：如圖甲所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示。已知物體與地面之問的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,g="10" m/s2。求：

【小題1】運(yùn)動(dòng)過程中物體的最大加速度為多少？
【小題2】距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)時(shí)物體的速度達(dá)到最大？
【小題3】物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少？

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