有一長(zhǎng)為l=0.50m、質(zhì)量10g的通電導(dǎo)線cd，由兩根絕緣細(xì)線水平懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的z軸上，如圖所示． z軸垂直紙面向外，g=10m/s2．
求：（1）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1.0T，方向與x 軸負(fù)方向相同時(shí)，要使懸線中張力為零，cd中的電流I1的大小和方向？
（2）當(dāng)cd中通入方向由c到d的I2=0.40A的電流，這時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=1.0T，方向與x軸正向相同，當(dāng)cd靜止時(shí)懸線中的張力是多大？
（3）當(dāng)cd 通入方向由c到d的I3=0.10A的電流，若磁場(chǎng)方向垂直z軸，且與y軸負(fù)方向夾角為30°，與x軸正向夾角為60°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B3=2.0T，則導(dǎo)線cd靜止時(shí)懸線中的張力又是多大？

【答案】分析：（1）根據(jù)磁場(chǎng)力與重力相平衡，與左手定則，從而即可求解；
（2）根據(jù)左手定則，與受力平衡，即可確定結(jié)果；
（3）根據(jù)安培力的大小與方向，及力的平行四邊形定則，即可求解．
解答：解：（1）要使懸線的張力為零，導(dǎo)線cd受到的磁場(chǎng)力必須與重力平衡，有F1=B1I1l，
所以（A），
由左手定則可判定cd中的電流方向由c到d．
（2）根據(jù)題意，由左手定則可判定此時(shí)cd受到豎直向下的磁場(chǎng)力．
當(dāng)cd靜止時(shí)，有mg+B2I2l=2T，
所以（N）
（3）根據(jù)題意，作出導(dǎo)線cd中點(diǎn)的受力如圖所示．
這時(shí)cd受到的安培力大小為F3=B3I3l，
所以F3=0.10×0.50×2.0=0.10（N）=mg，
又因F3與B3垂直，因此F合與mg的夾角為30°．
所以T合=2T'=F合=2mgcos30°T'=mgcos30°=0.09（N）
此時(shí)每根懸線中的張力，其方向與y軸負(fù)方向的夾角為30°，
即導(dǎo)線cd受安培力作用后使懸線向x軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)30°角．
答：（1）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1.0T，方向與x 軸負(fù)方向相同時(shí)，要使懸線中張力為零，cd中的電流I1的大小0.2A和方向由c到d；
（2）當(dāng)cd中通入方向由c到d的I2=0.40A的電流，這時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=1.0T，方向與x軸正向相同，當(dāng)cd靜止時(shí)懸線中的張力是0.15N；
（3）當(dāng)cd 通入方向由c到d的I3=0.10A的電流，若磁場(chǎng)方向垂直z軸，且與y軸負(fù)方向夾角為30°，與x軸正向夾角為60°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B3=2.0T，則導(dǎo)線cd受安培力作用后使懸線向x軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)30°角．
點(diǎn)評(píng)：考查左手定則、安培力的大小公式，掌握受力分析及平衡方程，理解力的平行四邊形定則的應(yīng)用．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?惠州二模）如圖所示，一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m的絕緣平板PR固定在水平地面上，擋板只固定在平板右端．整個(gè)空間有一平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)寬度d=0.32m．一質(zhì)量m=O.50×10-3kg、電荷量q=5.0×l0-2 C的小物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，碰到擋板R 后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），則物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)且停在C點(diǎn)，PC=
L4
，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，g取10m/s2．
（1）判斷電場(chǎng)的方向及物體所帶電荷的性質(zhì)；
（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?海淀區(qū)一模）如圖所示，PR是一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m的絕緣平板固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端．整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度為d=0.32m，一個(gè)質(zhì)量為m=0.50×10-3kg、帶電荷量為q=5.0×10-2C的物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，g取10m/s2．求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
（2）物體從P運(yùn)動(dòng)到R的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2）一足夠長(zhǎng)的斜面，最高點(diǎn)為O點(diǎn)，有一長(zhǎng)為l=1.00 m的木條AB，A端在斜面上，B端伸出斜面外。斜面與木條間的磨擦力足夠大，以致木條不會(huì)在斜面上滑動(dòng)。在木條A端固定一個(gè)質(zhì)量為M=2.00 kg的重物（可視為質(zhì)點(diǎn)），B端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m=0.50 kg的重物。若要使木條不脫離斜面，在下列兩種情況下，OA的長(zhǎng)度各需滿足什么條件？

（Ⅰ）木條的質(zhì)量可以忽略不計(jì)。

（Ⅱ）木條質(zhì)量為m′=0.50 kg，分布均勻。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14所示，PR是一長(zhǎng)為L=0.64 m 的絕緣平板,固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端.整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度為0.32 m.一個(gè)質(zhì)量m=0.50×10-3 kg、帶電荷量q=5.0×102 C的小物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4.若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,取g=10 m/s2.

圖14

（1）判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；?

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；?

（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能.

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年遼寧沈陽二中等重點(diǎn)中學(xué)高三領(lǐng)航高考預(yù)測(cè)（五）理綜物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

一足夠長(zhǎng)的斜面，最高點(diǎn)為O點(diǎn)，有一長(zhǎng)為l＝1.00 m的木條AB，A端在斜面上，B端伸出斜面外。斜面與木條間的摩擦力足夠大，以致木條不會(huì)在斜面上滑動(dòng)。在木條A端固定一個(gè)質(zhì)量為M＝2.00 kg的重物（可視為質(zhì)點(diǎn)），B端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m＝0.50 kg的重物。若要使木條不脫離斜面，在下列兩種情況下，OA的長(zhǎng)度各需滿足什么條件？

①木條的質(zhì)量可以忽略不計(jì)。

②木條質(zhì)量為m′＝0.50 kg，分布均勻。

 

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