2019-2020学年甘肃省临夏州临夏中学高二(上)第一次(13)

解：(1)画出从右侧逆着电流方向的侧视图如图1所示．金属棒在重力mg，悬线拉力T，安培力F 三个力作用下处于平衡状态．

由共点力平衡条件：F=BIL=mgtanθ

B=mgtanθ

IL

(2)要求所加磁场的磁感强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向线不变，由画出的力的矢量三角形可知(图 2 )，

安培力的最小值为F min=mgsinθ.

即ILB min=mgsinθ，

所以B min=mgsinθ

IL

所加磁场的方向应平行悬线向下．

答：(1)当棒置于竖直向上的匀强磁场内．其中通以从a到b的电流I后，两悬线

偏离竖直方向θ角处于平衡状态．则磁感强度B为mgtanθ

IL

(2)为了使棒仍然平衡在该位置上，求所求磁场的磁感强度B′的最小值为mgsinθ

IL

，方向应平行悬线向下

解析：(1)通过受力分析利用共点力平衡即可求得；

(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．

考查安培力的方向与大小如何确定与计算，知道当安培力的方向与拉力的方向垂直，安培力最小，磁感应强度最小．

18.答案：解：(1)A→B由动能定理及圆周运动知识有：

(mg+qE)⋅L=1

2

mv B2

F−(mg+qE)=m v B2

L

代入数据可解得：F=3N；

(2)由(1)分析得v

B =√2(mg+qE)L

m

=√2(0.05×10+5×10−4×1.0×103)

0.05

m/s=4m/s，

小球离开B点做类平抛运动，到达C点时由水平方向速度保持不变有：小球垂直撞在斜面上，故满足v C=v B

sin30o

=8m/s

根据动能定理有：W电+W G=1

2

mv c2

而W电=W G=qU，

代入数据可解得：U=1600V；

(3)挡板向右移动3.2米，小球沿速度方向运动了1.6米，

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