【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=370,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 Ω的直流電源,F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5 Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì), g10 m/s2。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:

(1)通過導(dǎo)體棒的電流;

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力和導(dǎo)體棒受到的摩擦力;

(3)若僅將磁場方向改為豎直向上,求導(dǎo)體棒受到的摩擦力。

【答案】(1)1.5A(2)0.30N 方向沿斜面向上 0.06N 方向沿斜面向下 (3)

【解析】

(1)對導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路,根據(jù)閉合電路歐姆定律有:

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力:F=BIL=0.30N 方向沿斜面向上

導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1=mgsin370=0.24N

由于F1小于F,故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f ,受力如圖。

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件mg sin370+f=F

解得:f=0.06N 方向沿斜面向下

(3)對導(dǎo)體棒受力分析如圖,

由于

所以在安培力作用下導(dǎo)體棒剛好處于平衡,故導(dǎo)體棒受的摩擦力為零。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AC是上端帶定滑輪的固定豎直桿,質(zhì)量不計(jì)的輕桿BC一端通過鉸鏈固定在C點(diǎn),另一端B懸掛一重為G的重物,且B端系有一根輕繩并繞過定滑輪A,用力F拉繩,開始時(shí)∠BCA>90°,現(xiàn)使∠BCA緩慢變小,直到桿BC接近豎直桿AC此過程中,以下分析正確的是

A. 繩子越來越容易斷

B. 繩子越來越不容易斷

C. 作用在BC桿上的壓力大小增大

D. 作用在BC桿上的壓力大小不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距L,在M、P之間接一個(gè)阻值為R的電阻,在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上,與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉棒ab,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng),棒ab離開磁場前已做勻速直線運(yùn)動(dòng),棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),Fab與初始位置的距離x變化的情況如圖乙所示,F0已知.下列判斷正確的是:

A. abac之間的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. abce之間不可能一直做勻速運(yùn)動(dòng)

C. abce之間可能先做加速度減小的運(yùn)動(dòng),再做勻速運(yùn)動(dòng)

D. ab經(jīng)過磁場的過程中,通過電阻R的電荷量為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。A板帶正電荷,B板帶等量負(fù)電荷,板間電場強(qiáng)度為E;磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M,中間有小孔O′,OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場應(yīng)強(qiáng)度為B2CD為磁場B2邊界上的一絕緣板,它與M板的夾角θ=45°,O′C=a,現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m,含有不同電荷量、不同速度的正負(fù)帶電粒子(不計(jì)重力),自O點(diǎn)沿OO′方向進(jìn)入電磁場區(qū)域,其中有些粒子沿直線OO′方向運(yùn)動(dòng),并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2中,求:

1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2的帶電粒子的速度;

2)能擊中絕緣板CD的粒子中,所帶電荷量的最大值;

3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長度;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球穿在半徑為R光滑的圓環(huán)上,可以沿圓環(huán)自由滑動(dòng)連接小球的輕質(zhì)彈簧另一端固定在圓環(huán)的最高點(diǎn),F(xiàn)將小球從圓環(huán)的水平直徑右端B點(diǎn)靜止釋放,此時(shí)彈簧處于自然長度。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至圓環(huán)最低點(diǎn)C時(shí)速度為υ,此時(shí)小球與圓環(huán)之間沒有彈力。運(yùn)動(dòng)過程中彈簧始終處在彈性限度內(nèi),則下面判斷正確的是( )

A. 小球在B點(diǎn)的加速度大小為g,方向豎直向下

B. 該過程中小球的機(jī)械能守恒

C. C點(diǎn)彈簧的彈性勢能等于

D. 該過程中小球重力做的功等于其動(dòng)能的增量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】子從容器A下方的狹縫S1飄入(初速度為零)電壓為U的加速電場區(qū),加速后再通過狹縫S2后再從狹縫S3垂直于磁場邊界射入偏轉(zhuǎn)磁場,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,離子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后最終到達(dá)照相底片D上,不考慮離子間的相互作用。

(1)若離子的電荷量為q,它最終打在照相底片D上的位置到狹縫S2的距離為d,求粒子的質(zhì)量m;

(2)若容器A中有大量如(1)中所述的離子,它們經(jīng)過電場加速后由狹縫S3垂直進(jìn)入磁場時(shí),可認(rèn)為速度大小相等,但速度方向并不都嚴(yán)格垂直于邊界,其中偏離垂直于MN方向的最大偏角為θ,則照相底片D上得到的譜線的寬度為多少?

(3)若容器A中有電荷量相等的銅63和銅65兩種離子,它們經(jīng)電場加速后垂直于MN進(jìn)入磁場中會(huì)發(fā)生分離,但實(shí)際工作時(shí)加速電壓的大小會(huì)在范圍內(nèi)微小變化,為使這兩種離子將來打在照相底片上的區(qū)域不發(fā)生交疊,應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留兩位有效數(shù)字);

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在水平地面上有一長木板B,其上疊放木塊設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,用一水平向左的力F作用于B,AB的加速度與F的關(guān)系如圖乙所示,取,則下列說法中正確的是  

A. 當(dāng)時(shí),A的加速度隨著F的增大而一直增大

B. AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

C. AB的質(zhì)量之和等于

D. B的質(zhì)量等于

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】磁力玻璃擦是目前很時(shí)尚的玻璃清潔器,其原理是利用異性磁極的吸引作用可使外面的一片跟著里面的一片運(yùn)動(dòng),舊式磁力玻璃擦在使用時(shí)由于相對移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致前后兩面的同性磁極間距較小,由于同性磁極相互斥力作用很容易脫落,其內(nèi)部N、S磁極分布如圖甲所示.經(jīng)過改進(jìn)后,新式磁力玻璃擦其內(nèi)部的NS磁極分布如圖乙所示,使用時(shí)兩片不易脫落,關(guān)于兩種磁力玻璃擦脫落的主要原因,下列說法中正確的是( )

A. 甲圖中前后面的同性磁極間距較小,同性磁極相互斥力大,容易脫落

B. 甲圖中前后面的異性磁極間距較小,異性磁極相互引力大,不容易脫落

C. 乙圖中前后面的同性磁極間距較大,同性磁極相互斥力小,不容易脫落

D. 乙圖中前后面的異性磁極間距較大,異性磁極相互引力小,容易脫落

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩輛汽車沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng),兩車在某一時(shí)刻剛好經(jīng)過同一位置,此時(shí)甲的速度為5 m/s,乙的速度為10 m/s,以此時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),它們的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示,根據(jù)以上條件可知

A. t=4 s時(shí),甲、乙兩車相距最遠(yuǎn)

B. t=10 s時(shí),乙車恰好回到出發(fā)點(diǎn)

C. 乙車在運(yùn)動(dòng)過程中速度的方向發(fā)生改變

D. 乙車做加速度先增大后減小的變加速運(yùn)動(dòng)

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