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1m的平行導軌上放一重為3N的金屬棒ab，棒上...

問題詳情：

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1m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，其方向應如何調整？並求出最小值．

【回答】

考點：  安培力；力的合成與分解的運用；共點力平衡的條件及其應用．

專題：  共點力作用下物體平衡專題．

分析：  （1）根據共點力平衡求出安培力的大小，從而根據F=BIL求出磁感應強度的大小．

（2）根據共點力平衡，運用合成法求出支援力的大小，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=．

故勻強磁場的磁感應強度大小為．

（2）ab棒對導軌的壓力與FN大小相等．

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有最小值，此時B應垂直於斜面向上，且有：

F=Gsin60°

所以BminIL=Gsin60°

．

故當B垂直於斜面向上時，有最小值，為．

點評：  解決本題的關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．

知識點：磁場對通電導線的作用力

題型：計算題