如圖兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在平面與水平面間的夾角為θ．質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab垂直導軌放置，整個裝置處于垂直ab方向的勻強磁場中．當金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab保持靜止．則磁感應強度方向和大小可能為（　　）
分析：以金屬桿為研究對象進行受力分析，由平衡條件判斷安培力的最小值．從而求出磁場強度的最小值，然后根據(jù)右手定則判斷磁場的方向
解答：解：金屬導軌光滑，所以沒有摩擦力，則金屬棒只受重力支持力和安培力，
根據(jù)平衡條件支持力和安培力的合力應與重力等大反向，根據(jù)矢量三角形合成法則作出三種情況的合成圖如圖：

由圖可以看出當安培力F與支持力垂直時有最小值：Fmin=mgsinθ
即BIL=mgsinθ
則Bmin=
mgsinθ
IL

A、
mgtanθ
IL
=
mgsinθ
IL
?
1
cosθ
＞
mgsinθ
IL
，由右手定則判斷磁場的方向，豎直向上，故A正確；
B、cosθ不一定大于sinθ故B錯誤；
C、
mg
IL
＞
mgsinθ
IL
，由右手定則判斷磁場的方向水平向左，故C錯誤D正確．
故選：AD．
點評：本題借助磁場中安培力考查了矢量三角形合成法則求最小值問題，判斷出最小值時關(guān)鍵．
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，OP1Q1與OP2Q2是位于同一水平面上的兩根光滑金屬導軌，處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B．導軌的OP1段與OP2段相互垂直，長度相等，交于O點．導軌的P1Q1段與P2Q2段相互平行，并相距2b．一金屬細桿在垂直于金屬桿的水平外力作用下，t=0的時刻從O點出發(fā)，以恒定的速度v沿導軌向右滑動．在滑動過程中，桿始終保持與導軌的平行段相垂直，桿與導軌有良好的接觸．假定導軌和金屬桿都有電阻，每單位長度的電阻都是r．求：
（1）金屬桿在正交的OP1、OP2導軌上滑動時，加在   金屬桿上外力的功率隨時間的變化關(guān)系？
（2）金屬桿運動到P1、P2右側(cè)x處電流的大小？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?嘉定區(qū)模擬）如圖所示，間距為20cm、傾角為53°的兩根光滑金屬導軌間，有磁感應強度為1.0T、方向豎直向上的勻強磁場，導軌上垂直于導軌放有質(zhì)量為0.03kg的金屬棒，在與導軌連接的電路中，變阻器R1的總電阻為12Ω，電阻R2也為12Ω，導軌和金屬棒電阻均不計，電源內(nèi)阻為1.0Ω．變阻器的滑頭在正中間時，金屬棒恰靜止在導軌上，此時金屬棒中的電流大小為
2
2
A，電源電動勢為
66
66
V．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在平面與水平面間的夾角為θ．整個裝置處于沿豎直方向的勻強磁場中．金屬桿ab垂直導軌放置，當桿中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab剛好靜止．則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在平面與水平面間的夾角為θ。質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab垂直導軌放置，整個裝置處于垂直ab方向的勻強磁場中。當金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab保持靜止。則磁感應強度方向和大小可能為（      ）

A、豎直向上，mg tanθ/IL     

B、平行導軌向上，mg cosθ/IL

C、水平向右，mg /IL          

D、水平向左，mg /IL

 


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