(8分)如圖所示,兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面成θ=37°角固定放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌間距L="0.5" m,在兩導(dǎo)軌形成的斜面上放一個與導(dǎo)軌垂直的均勻金屬棒ab,金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài),它的質(zhì)量為。金屬棒ab兩端連在導(dǎo)軌間部分對應(yīng)的電阻為R2=2Ω,電源電動勢E=2V,電源內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=2Ω,其他電阻不計(jì)。裝置所在區(qū)域存在一垂直于斜面MPQN的勻強(qiáng)磁場。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,)求:

(1)所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度方向;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

(1)垂直斜面向下  。2)0.6T

解析試題分析:(1)由于金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài),且勻強(qiáng)磁場垂直于斜面MPQN,因此據(jù)平衡條件可知,金屬棒所受安培力F沿斜面向上,受力情況如下左側(cè)視圖所示,根據(jù)電流方向及安培力方向,由左手定則可判定所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直斜面向下.
         
(2)等效電路如上右圖所示,R1和R2并聯(lián)的總電阻R==1Ω
根據(jù)閉合電路歐姆定律得:電路中的總電流I=
,由并聯(lián)電路分流原理知:通過導(dǎo)體棒的電流I′=
導(dǎo)體棒受到安培力為F="B" I′L
金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)受力平衡,由平衡條件得:F=mgsinθ
聯(lián)立以上各式解之得:磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.6T
考點(diǎn):本題考查應(yīng)用平衡條件解決磁場中導(dǎo)體的平衡問題、力的合成與分解的運(yùn)用、安培力的分析和計(jì)算、左手定則、閉合電路的歐姆定律.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,abcd是一邊長為l的勻質(zhì)正方形導(dǎo)線框,總電阻為R,今使線框以恒定速度v水平向右穿過方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場寬度為3l,求線框在進(jìn)入磁場區(qū)和穿出磁場區(qū)兩個過程中a b兩點(diǎn)間電勢差的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌的間距為L=2m,左端連接一阻值為R=40Ω的電阻;把該裝置垂直于磁場、放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中。在導(dǎo)軌上放一電阻為r=10Ω的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;若在一拉力F的作用下,導(dǎo)體棒以v=10m/s的速度勻速向右運(yùn)動,

求:(1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多少?
(2)電路中的感應(yīng)電流多大?電路中電流的方向如何(順時(shí)針或逆時(shí)針)?
(3)拉力F的值為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(16分)2010 年上海世博會某國家館內(nèi),有一“自發(fā)電”地板,利用游人走過此處,踩踏地板發(fā)電.其原因是地板下有一發(fā)電裝置,如圖⑴所示,裝置的主要結(jié)構(gòu)是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈,無摩擦地套在磁場方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中.磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布,圖⑵為橫截面俯視圖.輕質(zhì)地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復(fù)位彈簧(圖中只畫出其中的兩個),輕質(zhì)硬桿P將地板與線圈連接,從而帶動線圈上下往返運(yùn)動(線圈不發(fā)生形變),便能發(fā)電.若線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈的總電阻為R0,現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電.為便于研究,將某人走過時(shí)對板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律簡化為圖⑶所示.(彈簧始終處在彈性限度內(nèi),取線圈初始位置x=0,豎直向下為位移的正方向)求:

⑴0~t0時(shí)間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小及方向;
⑵t=t0/2時(shí)地板受到的壓力;
⑶人踩踏一次地板所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L,左導(dǎo)軌與水平面夾30°角,右導(dǎo)軌與水平面夾60°角,左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上,已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ=,回路電阻恒為R,若同時(shí)無初速釋放兩導(dǎo)桿,發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí),ab桿才開始運(yùn)動。(認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。

(1)試求ab桿剛要開始運(yùn)動時(shí)cd棒的速度
(2)以上過程中,回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱?
(3)cd棒的最終速度為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計(jì),上端a、b間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時(shí)刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。

(1)求初始時(shí)刻通過電阻R的電流I的大小和方向;
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí),速度變?yōu)関,求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小a;
(3)導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep,求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,平行光滑導(dǎo)軌AB、CD傾斜放置,與水平面間的夾角為,間距為L,導(dǎo)軌下端B、C間用電阻R=2r相連。一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌接觸良好,方向始終平行于水平地面。在導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域EFGH內(nèi)存在長度也為L、垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻由靜止釋放導(dǎo)體棒MN,恰好在t1時(shí)刻進(jìn)入磁場EFGH并做勻速直線運(yùn)動。求:

(1)導(dǎo)體棒MN進(jìn)入磁場前,電阻R兩端的電壓U;
(2)導(dǎo)體棒MN在磁場中勻速運(yùn)動時(shí)的速度v和勻速運(yùn)動過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,M為理想變壓器,電表均可視為理想表,接線柱a、b接路端電壓u=311sin314t(V)的正弦交流電源。當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時(shí),示數(shù)發(fā)生變化的電表是:

A.A1、A2 B.A2、 V2
C.A1、A2、V2 D.A1、A2、V1、V2

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動,線圈的匝數(shù)為n、電阻為,外接電阻為R,交流電流表A。線圈從圖示位置(線圈平面平行于電場方向)開始轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為。下列說法中正確的有

A.電流表的讀數(shù)為
B.轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為
C.從圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中,通過電阻R的電荷量為
D.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量為

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