【題目】如圖所示,在水平地面上固定一對與水平面夾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道,軌道間的距離為l,兩軌道底端的連線與軌道垂直,頂端接有電源.將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上,且與兩軌道垂直.已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略,通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I,方向由ab,圖乙為圖甲沿ab方向觀察的平面圖.若重力加速度為g,在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場,使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止.

(1)請在圖乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖;

(2)求出磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大。

(3)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向.

【答案】(1)見解析圖  (2)mgtan α (3),方向垂直于軌道平面向上

【解析】試題分析:導(dǎo)體棒受到重力、軌道的支持力和磁場對導(dǎo)體棒的安培力,安培力方向由左手定則判斷,作出受力示意圖.根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求解磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大;要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,則要求安培力最小,當(dāng)安培力方向平行斜面向上時,安培力最小,由平衡條件和F=BIL公式求解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。

(1)導(dǎo)體棒受到重力、軌道的支持力和磁場對導(dǎo)體棒的安培力,由左手定則判斷可知,安培力方向水平向右.作出受力示意圖如圖所示.

(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知,磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大小

F=mgtanα

(3)要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,則要求安培力最。鶕(jù)受力情況可知,最小安培力

Fmin=mgsinα,方向平行于軌道斜向上

所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin=FminIlmgsinαIl

根據(jù)左手定則可判斷出,此時的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希?/span>

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如下圖所示,木塊b放在一固定斜面上,其上表面水平,木塊a放在b上。用平行于斜面向上的力F作用于aa、b均保持靜止。則木塊b的受力個數(shù)可能是 ( )

A. 2B. 3C. 4D. 5

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(1)汽車剎車后3s末的速度;

(2)汽車剎車后5s內(nèi)的位移。

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【題目】在豎直平面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,將一金屬桿的OA部分彎成拋物線形狀、AB部分為直線并與拋物線的A端相切,將彎好的金屬拋物線的O端固定在坐標(biāo)原點(diǎn)且與水平x軸相切,平面直角坐標(biāo)系與金屬拋物線共面.已知金屬桿拋物線部分的方程為y=x2,A點(diǎn)縱坐標(biāo)為yA=0.8m.一處于原長的輕彈簧穿在AB桿上,彈簧下端固定在B點(diǎn).現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.2kg的物塊(中間有孔)套在金屬桿上,由O點(diǎn)以初速度v0=5m/s水平拋出,到達(dá)A點(diǎn)時速度VA=6m/s并繼續(xù)沿桿下滑壓縮彈簧到最低點(diǎn)C (圖中未畫出),然后物塊又被彈簧反彈恰能到達(dá)A點(diǎn).已知物塊與金屬桿間的動摩擦因數(shù)μ=g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,空氣阻力忽略不計.求:

1)拋出的物塊沿金屬桿拋物線OA部分滑動時克服摩擦力做的功:

2)上述過程中彈簧的最大彈性勢能.

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【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>的實(shí)驗(yàn)中:

(1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑,測量結(jié)果如圖所示,則該擺球的直徑為________cm.

(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法,其中正確的是________(填選項前的字母)

A.把單擺從平衡位置拉開30°的擺角,并在釋放擺球的同時開始計時

B.測量擺球通過最低點(diǎn)100次的時間t,則單擺周期為

C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長,代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大

D.選擇密度較小的擺球,測得的重力加速度值誤差較小

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【題目】兩個物體分別帶有電荷( )

A. 它們之間的靜電力一定是引力

B. 它們之間的靜電力一定是斥力

C. 如果它們帶的是同種電荷,它們之間的靜電力一定是引力

D. 如果它們帶的是異種電荷,它們之間的靜電力一定是引力

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【題目】我國鐵路已實(shí)現(xiàn)了多次大提速,旅客列車在500km左右站點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)了“夕發(fā)朝至”,進(jìn)一步適應(yīng)了旅客要求.為了適應(yīng)全面提速的要求,則(  )

A. 機(jī)車的功率可保持不變 B. 機(jī)車的功率必須增大

C. 鐵路轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)外軌高度差應(yīng)加大 D. 鐵路轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)外軌高度差應(yīng)減小

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【題目】在原子核中,下列說法正確的是 (  )

A. 質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)總是相等的

B. 核子間的核力可能是引力也可能是斥力

C. 發(fā)生β衰變是由核子間的弱相互作用引起的

D. 結(jié)合能指將原子核中的核子全部分開需要的能量

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B. 汽車和拖車的總動能保持不變

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D. 汽車和拖車的總動能減小

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