河北省邢台二中高二物理上学期第二次月考试卷(含解析)

河北省邢台二中 2015～2016 学年度高二上学期第二次月考物理试卷
一、选择题（本题共12 小题，每小题4分，共48 分．1～8 题只有一个选项符合题目要求，9～12题为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下说法不符合事实的是（） A．安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象电本质 B．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场
2．一带电粒子（不计重力）以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是（）A．速度B．加速度C．动能D．均受磁场影响
3．在电源一定的闭合电路中，下列哪个说法正确（）
A．路端电压与外电阻成正比 B．路端电压随外电阻的增大而
增大 C．外电路短路时，路端电压的值等于电源电动势的值
D．路端电压一定大于内电路的电压
4．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（）
A．电场强度的定义式E=适用于任何电场
B．由真空中点电荷的电场强度公式E=知，当r→0 时，其电场强度趋近于无限大 C．由
公式B=知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场 D．磁感应强
度的方向就是置于该处的通电导体的受力方向
5．如图所示的U～I 图线中，Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图线，Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图线，当该电源向该电阻供电时，电阻上消耗的功率和电源的效率分别为（）
A．4W 和33.3% B．2W 和66.7% C．2W 和33.3% D．4W 和66.7%
6．如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（）
A．静止不动B．向纸外平动
C．N 极向纸外，S 极向纸内转动 D．N 极向纸内，S 极向纸外转动
7．如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L 为小电珠．R 为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r．现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是（）
A．电流表示数变小，电压表示数变大
B．小电珠L变亮 C．电容器
C 上电荷量减小 D．电源的
总功率变大
8．如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速v0 开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是（）
A．若物块带正电，一定受两个力，做匀速直线运动
B．若物块带负电，一定受两个力，做匀速直线运动
C．若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动
D．若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动
9．如图所示，通电金属细杆放在与水平面成θ角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是（）
A ．
B ．
C ．D．
10．如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，内阻不能忽略，电阻R1＞R2．图中电压表为理想表．当在两电路中通过相同的电量q的过程中，下列关于两电路的比较，正确的是（）
A ．R 1 上产生的热量比 R 2 上产生的热量多
B ．电源内部产生热量较多的是甲电路
C ．电压表 V 1 示数大于电压表 V 2 示数
D ．甲、乙两电路电源输出功率可能相等
11．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率 v =那么（ ）
A ．带正电粒子必须沿 a b 方向从左侧进入场区，才能沿直线通过
B ．带
负电粒子必须沿 b a 方向从右侧进入场区，才能沿直线通过 C ．不论粒子电性如何，沿 a b 方向从左侧进入场区，都能沿直线通过 D ．不论粒子电性如何，沿 b a 方向从右侧进入场区，都能沿直线通过
12．如图两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 θ．质量为 m 、长为 L 的 金属杆 ab 垂直导轨放置，整个装置处于垂直 a b 方向的匀强磁场中．当金属杆 ab 中通有从 a 到 b 的 恒定电流 I 时，金属杆 a b 保持静止．则磁感应强度方向和大小可能为（ ） A ．竖直向上，
B ．平行导轨向上，
C ．水平向右，
D ．水平向左，
二、实验题（本题共 20 分，每空 2 分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．） 13．（1）用游标为 20 分度的卡尺测量某金属丝的长度，由图 1 可知其长度为
mm ；
用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为mm．
14．一个可供使用的万用表，表盘如图所示，S 为选择开关、Q 为欧姆档调零旋钮．现在要用它测量两个电阻的阻值，R1 大约几十欧姆、R2 大约几百欧姆．下面提出了在测量过程中一系列可能的操作．请选出尽可能准确地确定各阻值同时又符合万用表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理顺序填写在后面的横线空白处：
（A）将两表笔短接，调节Q使表针对准欧姆档刻度盘上的零欧姆处、随后即断开；
（B）旋动S使其尖端对准欧姆档×100；
（C）旋动S使其尖端对准欧姆档×10；
（D）旋动S使其尖端对准欧姆档×1；
（E）旋动S使其尖端对准交流电压的最高档；
（F）将两表笔分别接到R1 的两端、读出R1 的阻值、随后即分开；
（G）将两表笔断开，使指针指电流为零的位置；
（H）旋动S使其尖端对准欧姆档×1K；
（I）将两表笔分别接到R2 的两端、读出R2 的阻值、随后即断开；按先测R1 后测R2
的顺序，正确地操作顺序为．假设刻度都在图示的同
一位置，则测量值R1= Ω、R2= Ω．
15．如图1电路，某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，连接电路的实物图如图2所示．
（1）该学生接线中错误的和不规范的做法是
A ．滑动变阻器不起变阻作用
B ．电流表接线有错
C ．电压表量程选用不当
D ．电压表接线不妥 该同学将电路按正确的电路图连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验．某一次电表的示数如图
3 所示，则电压表的读数为 V ，电流表的读数为 A ． （3）该同学实验完毕，将测量的数据反映在 U ﹣I 图上（如图
4 所示），根据这一图线，可求出电 池的电动势 E = V ，内电阻 r = Ω．
三、计算题（本题共 3 个小题，共 32 分,要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只有结果没 有文字说明和演算步骤的不能得分。

） 16．两条相距为 1m 的水平金属导轨上放置一根导电棒 a b ，处于竖直方向的匀强磁场中，如图所 示，导电棒的质量是 1.2kg ，当棒中通入 2 安培的电流时（电流方向是从 a 到 b ），它可在导轨上向
右匀速滑动，如电流增大到 4A 时，棒可获得 0.5m/s 2
的加速度．求： ①磁场的方向？
②磁场的磁感强度的大小和摩擦力大小？
17．如图所示，电源电动势 E =7.5V ，内电阻 r =1.0Ω，定值电阻 R 2=12Ω，电动机 M 的线圈的电阻 R=0.5Ω．开关 S 闭合，电动机转动稳定后，电压表的示数 U 1=4V ，电阻 R 2 消耗的电功率 P 2=3.0W ．不计电动机的摩擦损耗等，求： （1）电源的路端电压． 电动机输出的机械功率．
18．用一根长 L =0.8m 的轻绳，吊一质量为 m =1g 的带电小球，放在磁感应强度 B =0.1T ，方向如图 所示的匀强磁场中，将小球拉到与悬点等高处由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动， 当
球第一次摆到低点时，悬线的张力恰好为零（重力加速度 g =10m/s 2
） （1）小球带何种电荷？电量为多少？
小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？
河北省邢台二中2015～2016 学年度高二上学期第二次月考物
理试卷
参考答案与试题
解析
一、选择题（本题共12 小题，每小题4分，共48 分．1～8 题只有一个选项符合题目要求，9～12题为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下说法不符合事实的是（） A．安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象电本质 B．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场
【考点】物理学史．
【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题．
【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【解答】解：A、安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质，故A正确； B、安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则，故B错误；
C、奥斯特发现了电流的磁效应，故C正确；
D、法拉第提出电
荷周围存在着由它产生的电场，故D正确；本题选错误的
故选：B
【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
2．一带电粒子（不计重力）以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是（）A．速度B．加速度C．动能D．均受磁场影响
【考点】洛仑兹力．
【专题】定性思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】电子以初速度v0 垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，此时电子将受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，力的方向始终与速度的方向垂直，力的作用效果只是改变了电子的运动方向，并没有改变电子的运动快慢，磁场对电子也不会做功．
【解答】解：A、电子在磁场中做匀速圆周运动，速度的方向始终沿圆弧的切线方向，所以速度的方向吧变化的．故A错误； B、洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，所以洛伦兹力的方向不断变化，则加速度的方向不断变化．故B错误． C、洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，所以洛伦兹力只是改变了电子的运动方向，并没有改变速度的大小，磁场不会对电子做功，所以电子的动能不变，不受磁场的影响．故C正确，D 错误．
故选：C．
【点评】不计重力的带电粒子在匀强磁场中运动，可分为三种情况：一是带电粒子平行于匀强磁场射入，此时带电粒子不受洛伦兹力作用，带电粒子做匀速直线运动．二是带电粒子垂直于匀强磁场射入，此时粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，洛伦兹力只是改变带电粒子的运动方向，不改变粒子的速度大小，即洛伦兹力不会对带电粒子做功．三是带电粒子与匀强磁场成一定的夹角射入匀强磁场，此时粒子做等距螺旋运动（洛伦兹力不做功）．
3．在电源一定的闭合电路中，下列哪个说法正确（）
A．路端电压与外电阻成正比 B．路端电压随外电阻的增大而
增大 C．外电路短路时，路端电压的值等于电源电动势的值
D．路端电压一定大于内电路的电压
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【专题】恒定电流专题．
【分析】根据闭合电路欧姆定律求解干路电流，根据欧姆定律求解路端电压，根据表达式进行分析讨论．
【解答】解：A、外电压U =外电压与R不成正比，但随外电阻增大而增大，故A错误，B 正确；
C、电源被短路时，电源电流为：I=．由于电源有内电阻，故电流不是无限大，内电压等于电源电
动势，故C错误；
D、据闭合电路的欧姆定律知，内外电路上的电压之和总等于电源电动势，外电压U =，当内阻大于外电阻时，路端电压一定小于内电路的电压，故D错误．
故选：B．
【点评】本题关键根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律列式求解出路端电压表达式进行讨
论．
4．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（）
A．电场强度的定义式E =适用于任何电场
B．由真空中点电荷的电场强度公式E =知，当r→0 时，其电场强度趋近于无限大 C．由
公式B =知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场 D．磁感应强
度的方向就是置于该处的通电导体的受力方向
【考点】电场强度．
【分析】电场强度的定义式E =适用于任何电场．电场强度公式E =只适用于点电荷产生的电
场．通电导线与磁场平行时不受安培力．磁感应强度的方向与该处的通电导体的受力方向垂直．
【解答】解：A、电场强度的定义式E= 采用比值法定义，适用于任何电场．故A正确．
B 、电场强度公式 E = 只适用于点电荷产生的电场．当 r →0 时，带电体已不能看成点电荷，该公
式不再成立，所以得不到电场强度趋近于无限大的结论．故
B 错误．
C 、一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，也可能是由于通电导线与磁场平 行．故 C 错误．
D 、磁感应强度的方向与该处的通电导体的受力方向垂直．故 D 错误． 故选：A ． 【点评】解决本题的关键要明确各个公式的适用条件及公式中各个量的含义，注意电场和磁场特点 的不同，不能混淆．
5．如图所示的 U ～I 图线中，Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图线，Ⅱ是某电阻两端的电压随电 流变化的图线，当该电源向该电阻供电时，电阻上消耗的功率和电源的效率分别为（ ）
A ．4W 和 33.3%
B ．2W 和 66.7%
C ．2W 和 33.3%
D ．4W 和 66.7% 【考点】电功、电功率；路端电压与负载的关系． 【专题】恒定电流专题．
【分析】根据图象可知，电阻阻值、电源电动势、电源内阻，再根据电功率的公式和电源效率公式 计算可知电阻消耗的电功率和效率．
【解答】解：由图象可知，电阻的阻值的大小为：R=
=Ω=1Ω，电源的电动势的大小为 3V ， 直线 I 的斜率表示电源的内阻的大小，所以有：r= Ω= Ω，
电阻上消耗的功率为：P R =I 2R=•R=
×1=4W ， 电源的效率为：
η=
=
=
=
×100%=66.7%，故 A 、B 、C 错误；D 正确． 故选 D ．
【点评】本题考查图象的识别能力和电功率以及效率的计算，从图象上找到电阻的阻值、电源电动 势和电源内阻是本题的关键．
6．如图所示，蹄形磁体用悬线悬于 O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通 以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是（ ）
A．静止不动B．向纸外平动
C．N 极向纸外，S 极向纸内转动D．N 极向纸内，S 极向纸外转动
【考点】安培力．
【分析】假设磁体不动，导线运动，则可以利用微元法，在导线两侧取两段，根据左手定则判断出安培力的方向，当转过90 度时，再根据左手定则判断出安培力的方向，从而确定导线的运动情况．从而根据相对运动来确定磁体运动情况．
【解答】解：假设磁体不动，导线运动，则有：根据右手螺旋定则可知，通电导线左边的磁场斜向下，而右边的磁场是斜向上，那么在导线两侧取两小段，根据左手定则可知，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针转动，当转动90°时，导线所受的安培力方向向上，所以导线的运动情况为，顺时针转动，同时上升；如今导线不动，磁体运动，根据相对运动，则有磁体逆时针转动（从上向下看），即N极向纸外转动，S 级向纸内转动．故C正确，ABD 错误．
故选：C．
【点评】解决本题的关键掌握左手定则判断安培力的方向，以及掌握微元法、特殊位置法的运用，同时巧用相对运动．
7．如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L 为小电珠．R 为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r．现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是（）
A．电流表示数变小，电压表示数变大
B．小电珠L变亮 C．电容器
C 上电荷量减小 D．电源的
总功率变大
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【专题】恒定电流专题．
【分析】当滑动变阻器滑片P向左移动时，分析变阻器接入电路电阻的变化，确定外电路总电阻的变化，由欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，判断两电表读数的变化和小电珠亮度的变化．由欧姆定律分析电容器电压的变化，确定其电荷量的变化．电源的总功率P=EI，根据总电流的变化进行判断．
【解答】解：当滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律得知，总电流减小，路端电压增大，则电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L变
暗．电容器的电压U=E﹣I（R L+r），I 减小，其它量不变，则U增大，由Q=CU 可知电容器C上电荷量Q 增加．电源的总功率P=EI，I 减小，E 不变，则电源的总功率变小，所以A正确，BCD 错
误．故选：
A．
【点评】本题是电路的动态变化分析问题，按“部分→整体→部分”的思路进行分析．
8．如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速v0 开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是（）
A．若物块带正电，一定受两个力，做匀速直线运动
B．若物块带负电，一定受两个力，做匀速直线运动
C．若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动
D．若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；洛仑兹力．
【分析】由左手定则判断物块所受洛伦兹力的方向，若物块与地面间由压力则也有摩擦力，若物块与地面间没有压力则没有摩擦力．
【解答】解：A、若物块带正电，由左手定则知物块所受洛伦兹力方向向上，若向上的洛伦兹力和物块的重力相等，则物块与地面间无压力，物块也不受摩擦力，即物块只受两个力，在合力为零的情况下做匀速直线运动；若向上的洛伦兹力小于物块的重力则物块对地面有压力，还会受向后的摩擦力，即物块受重力、洛伦兹力、支持力、摩擦力四个力，物块做减速直线运动；
综上，AC 错误； B、若物块带负电，由左手定则知物块所受洛伦兹力方向向下，根据平衡条件物体受地面向上支持力，则物块还会受向后的摩擦力，共四个力，做减速直线运动，故D正确，C 错误；故选：D．
【点评】本题借助洛伦兹力考查了物体的受力分析，知道弹力和摩擦力的关系：有摩擦力一定有弹力的作用，即弹力是存在摩擦力的必要不充分条件．
9．如图所示，通电金属细杆放在与水平面成θ角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是（）
A ．
B ．
C ．D．
【考点】安培力；共点力平衡的条件及其应用．
【分析】左手定则判断安培力的方向，对通电导体棒a b 受力分析，根据共点力平衡条件判断导体棒是否处于静止状态
【解答】解：A、导体棒受重力、水平向右的安培力，垂直与斜面斜向上的支持力，由共点力平衡可知，A 正确； B、导线与磁场方向平行，不受安培力，只受重力和支持力，有共点力平衡可知，B 错误； C、当导体棒只受受重力，竖直向上的安培力，有共点力平衡可知，C 正确； D、导体棒受重力和垂直斜面斜向上的安培力，和可能的支持力，有共点力平衡可知，D 错误；故选：AC
【点评】解决本题的关键掌握安培力的方向判定，以及能正确地进行受力分析，根据受力平衡判断
10．如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，内阻不能忽略，电阻 R 1＞R 2．图中电压表为理想 表．当在两电路中通过相同的电量 q 的过程中，下列关于两电路的比较，正确的是（ ）
A ．R 1 上产生的热量比 R 2 上产生的热量多
B ．电源内部产生热量较多的是甲电路
C ．电
压表 V 1 示数大于电压表 V 2 示数 D ．甲、乙
两电路电源输出功率可能相等
【考点】电功、电功率．
【专题】恒定电流专题．
【分析】A ．先比较整个电路产生的电热，再通过电源内部产生电热大小从而比较出外电路产生的 电热． B ．比较甲乙两电路的电流大小，再根据电热公式 Q =I 2rt 和通过的电量相等即可比较出两电路内部 产生的电热．
C ．电压表测量电阻电压，根据闭合电路欧姆定律列式即可比较．
D ．两电阻的阻值与电源的内阻关系不清楚，无法判断电源输出功率的大小．
【解答】解：A 、由公式 W =qE ，可知，两电源做功相等，整个电路产生的电热相等，而甲电源内部 产生的电热小于乙电源内部产生的电热，所以甲图外电路产生的电热大于乙图外电路．而外电路产 生的电热就是电阻 R 上产生的电热．故 A 正确；
B 、由题：电源的电动势 E 和内阻 r 相同，电阻 R 1＞R 2，由闭合电路欧姆定律可知电流 I 1＜I 2，电源 内部产生电热 Q 内=I 2rt=qIr ，可见，电源内部产生电热较多的是乙电路中的电源．故 B 错误．
C 、电压表测量电阻电压，U=，电阻 R 1＞R 2．所以电压表 V 1 示数大于电压表 V 2 示 数．故
C 正确；
D 、两电阻的阻值与电源的内阻关系不清楚，无法判断电源输出功率的大小，所以甲、乙两电路电 源输出功率可能相等．故 D 正确．
故选：ACD
【点评】解决本题的关键是抓住通过的电量相等，再结合电热的公式去求解．注意通过的电量相 等，不能代表时间相等．
11．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率 v =那么（ ）
A ．带正电粒子必须沿 a b 方向从左侧进入场区，才能沿直线通过
B ．带
负电粒子必须沿 b a 方向从右侧进入场区，才能沿直线通过 C ．不论粒
子电性如何，沿 a b 方向从左侧进入场区，都能沿直线通过 D ．不论粒
子电性如何，沿 b a 方向从右侧进入场区，都能沿直线通过
【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】带电粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡时，才能沿直线通过，根据左手定则判断洛伦兹力 方向，确定两个力能否平衡，即可判断粒子能否沿直线运动．
【解答】解：A 、带正电粒子沿 a b 方向从左侧进入场区，所受的电场力竖直向下，由左手定则判断 可知，洛伦兹力方向竖直向上，两个力能平衡，粒子能沿直线通过，若粒子 b a 方向进入场区，洛伦 兹力方向竖直向下，与电场力方向相同，两力不能平衡，则粒子向下偏转，故 A 正确． B 、带负电粒子沿 b a 方向从右侧进入场区，所受的电场力竖直向上，由左手定则判断可知，洛伦兹 力方向竖直向上，粒子向上偏转，不能沿直线通过场区．带负电粒子必须沿 a b 方向从左侧进入场 区，才能沿直线通过．故 B 错误．
C 、
D 由上分析得知，不论粒子电性如何，沿 a b 方向从左侧进入场区，都能沿直线通过．故 C 正 确，
D 错误．
故选 A C
【点评】本题考查对速度选择器工作原理的理解，由 q E=qvB 得，v=，此结论与带电粒子的电性、 电量无关．
12．如图两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 θ．质量为 m 、长为 L 的 金属杆 ab 垂直导轨放置，整个装置处于垂直 a b 方向的匀强磁场中．当金属杆 ab 中通有从 a 到 b 的 恒定电流 I 时，金属杆 a b 保持静止．则磁感应强度方向和大小可能为（ ）
A ．竖直向上，
B ．平行导轨向上，
C ．水平向右，
D ．水平向左， 【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；安培力．
【专题】共点力作用下物体平衡专题．
【分析】以金属杆为研究对象进行受力分析，由平衡条件判断安培力的最小值．从而求出磁场强度 的最小值，然后根据右手定则判断磁场的方向
【解答】解：金属导轨光滑，所以没有摩擦力，则金属棒只受重力支持力和安培力， 根据平衡条件支持力和安培力的合力应与重力等大反向，根据矢量三角形合成法则作出三种情况的 合成图如图：
由图可以看出当安培力 F 与支持力垂直时有最小值：F min =mgsin θ
即 B IL=mgsin θ。