如圖,在傾角為37°的固定金屬導(dǎo)軌上,放置一個(gè)長(zhǎng)L=0.4m、質(zhì)量m=0.3kg的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌且接觸良好.導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源,電阻R=2.5Ω,其余電阻不計(jì),假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.現(xiàn)外加一與導(dǎo)體棒垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng),(sin37°=0.6,cos37°=0.8g=10m/s2)求:
(1)使導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向;
(2)使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向.
(1)設(shè)導(dǎo)體棒中電流大小為I,
根據(jù)閉合電路歐姆定律:E=I(R+r),解得:I=
E
R+r
=
4.5V
(2.5+0.50)Ω
=1.5A,
若導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力,安培力豎直向上,且有mg=ILB
解得:B=
mg
IL
=
3N
1.5A×0.4m
=5T
根據(jù)左手定則可以判定,磁場(chǎng)的方向水平向左;
(2)能使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,且所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小時(shí),安培力的方向應(yīng)平行于斜面向上,受力分析如圖.
則mgsinα-μmgcosα-ILB=0
代入數(shù)據(jù):0.3×10×0.6-0.5×0.3×10×0.8-1.5×0.4×B=0
即:1.8-1.2-0.6B=0
解得:B=1T
根據(jù)左手定則可以判定,磁場(chǎng)的方向垂直于斜面向上.
答:(1)使導(dǎo)體棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5T,方向水平向左;
(2)使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為1T,方向垂直于斜面向上.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,用細(xì)繩AB懸掛一質(zhì)量為m的光滑球,細(xì)繩與豎直墻壁間的夾角為θ,細(xì)繩質(zhì)量不計(jì),則細(xì)繩對(duì)球的拉力和墻壁對(duì)球的彈力大小分別為(重力加速度為g)( 。
A.mg cosθ;mg sinθB.mg tanθ;mg cotθ
C.
mg
cosθ
;mg tanθ
D.
mg
sinθ
;mg cotθ

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如圖所示,物體M靜止于傾斜放置的木板上,使木板的傾斜角θ緩慢增大至M開始滑動(dòng)之前的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體對(duì)木板的壓力逐漸減小
B.物體所受支持力和摩擦力都減小
C.物體所受支持力和摩擦力的合力變小
D.物體所受重力、支持力和摩擦力的合力逐漸增大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,三根輕細(xì)繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球保持靜止,A、D間細(xì)繩是水平的,現(xiàn)對(duì)B球施加一個(gè)水平向右的力F,將B緩緩拉到圖中虛線位置,這時(shí)三根細(xì)繩張力TAC、TAD、TAB的變化情況是(  )
A.都變大B.TAD和TAB變大,TAC不變
C.TAC和TAB變大,TAD不變D.TAC和TAD變大,TAB不變

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一塊直木板可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),木板上放有一小木塊,木板右端受到豎直向上的作用力F,從圖中位置A緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到位置B.小木塊相對(duì)木板不會(huì)發(fā)生滑動(dòng),則在此過(guò)程中(  )
A.小木塊所受的摩擦力先減小后增大
B.小木塊所受的支持力先減小后增大
C.小木塊所受的摩擦力對(duì)小木塊始終不做功
D.小木塊所受的支持力對(duì)小木塊始終不做功

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如圖所示,在用輕桿制作的三角形支架的B點(diǎn)懸掛一個(gè)重為150N的重物G.已知:AB:BC:AC=5:4:3,則橫梁BC和斜梁AB所受的力的大小分別為(  )
A.200N,250NB.150N,250NC.250N,200ND.200N,300N

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的區(qū)域中有一光滑斜面體,在斜面上放了一根長(zhǎng)L,質(zhì)量為m的導(dǎo)線,當(dāng)通以如圖示方向的電流I后,導(dǎo)線恰能保持靜止,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以為(  )
A.B=
mg?sinα
IL
,方向垂直紙面向外
B.B=
mg?sinα
IL
,方向垂直紙面向里
C.B=
mgtanα
IL
,方向豎直向下
D.B=
mg
IL
,方向水平向左

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

一個(gè)半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的.一根細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球,當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為α=60°.求兩小球的質(zhì)量之比
m1
m2

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如圖,粗糙斜面固定于水平面,滑塊A、B疊放后一起,滑塊A受到沿斜面向上的力F的作用沿斜面做勻速直線運(yùn)動(dòng),且滑塊A、B始終保持相對(duì)靜止,A上表面水平.則滑塊A、B在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),B受力的示意圖為( 。
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案