（15分）如圖所示，PQ和MN為水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，間距為l=1.0m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m=20g，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M=30g。在垂直導(dǎo)軌平面方向存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場，磁場方向豎直向上，重力加速度g取10m/s2。

（1）若導(dǎo)軌是光滑的，為了使物體c能保持靜止，應(yīng)該在棒中通入多大的電流？電流的方向如何？
（2）若導(dǎo)軌是粗糙的，且導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為導(dǎo)體棒ab重力的0.5倍，若要保持物體c靜止不動(dòng)，應(yīng)該在棒中通入多大的電流？電流的方向如何？
（1）1.5A  a-b（2）1A-2A  a-b

試題分析：（1）ab棒在水平方向受到細(xì)繩的拉力和磁場的安培力而平衡，根據(jù)力的平衡，BIL=Mg，得：
         
根據(jù)左手定則判斷，棒中的電流方向應(yīng)該由a到b。          
（2）若導(dǎo)軌粗糙，設(shè)棒和導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力為f。若BIl>Mg，則靜摩擦力的方向與細(xì)繩的拉力方向相同，設(shè)此時(shí)電流為I1，即有BI1l－Mg≤f=0.5mg，解得
        
若BIl<Mg，則靜摩擦力的方向與細(xì)繩的拉力方向相反，設(shè)此時(shí)電流為I2，即有    
解得
即ab棒中的電流為           
根據(jù)左手定則判斷，棒中的電流方向應(yīng)該由a到b
點(diǎn)評(píng)：本題難度中等，難點(diǎn)在于根據(jù)導(dǎo)體棒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢確定靜摩擦力的方向，同時(shí)還要能夠靈活應(yīng)用安培力分析受力平衡問題
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

以下說法正確的是 （    ）
A．磁感線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)磁場的方向
B．通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向就是磁場的方向
C．在同一磁場中，磁感線越密的地方，通電導(dǎo)線受的安培力一定越大
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，通電導(dǎo)線電流越大，所受的安培力一定越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力    (　　)
A．方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB
B．方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB
C．方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB
D．方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過靜止的小磁針正上方，這時(shí)磁針的N極向紙外方向偏轉(zhuǎn)，這一束帶電粒子可能是（  ）
A．向右飛行的正離子束B．向左飛行的正離子束
C．向右飛行的負(fù)離子束D．向左飛行的負(fù)離子束

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，把一重力不計(jì)可自由運(yùn)動(dòng)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，當(dāng)通以圖示方向的電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（從上往下看）(  )      
A．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降
B．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降
C．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升
D．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖,當(dāng)磁鐵接近通有交流電的白熾燈泡時(shí),發(fā)現(xiàn)燈絲變粗了，仔細(xì)觀察，可以看到燈絲有輕微的振動(dòng)現(xiàn)象.對(duì)這一現(xiàn)象,以下說法中正確的是(   )
A．這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B．這是因?yàn)闊艚z通電發(fā)熱膨脹的結(jié)果
C．這是因?yàn)橥姷臒艚z受安培力作用的結(jié)果
D．如果燈泡中通過的是恒定電流，也會(huì)發(fā)生同樣的現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

在勻強(qiáng)磁場中，有一段5cm的導(dǎo)線和磁場垂直．當(dāng)導(dǎo)線通過的電流是 lA 時(shí)，受磁場的作用力是0.1N，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B =_______T；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，直導(dǎo)線處于足夠大的磁場中，與磁感線成θ＝30°角，導(dǎo)線中通過的電流為I，為了增大導(dǎo)線所受的安培力，可采取的辦法是(　　)
A．減小電流I
B．減小直導(dǎo)線的長度
C．使導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)30°角
D．使導(dǎo)線在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)60°角

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，電源電動(dòng)勢E＝2 V，內(nèi)電阻r＝0.5 Ω，豎直導(dǎo)軌電阻可忽略，金屬棒的質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻R＝0.5 Ω，它與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4, 有效長度為L＝0.2 m，為了使金屬棒能夠靠在導(dǎo)軌外面靜止不動(dòng)，我們施一與紙面成30°角向里且與金屬棒垂直的磁場，問磁場方向是斜向上還是斜向下？磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍是多大？(g＝10 m/s2)

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