(10分)質(zhì)量為m=0.02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ=37°的平行放置的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的寬度d=0.2 m,桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T 的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下,如圖所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭,試求出為使桿ab靜止不動,通過ab桿的電流范圍為多少?
解析試題分析:當(dāng)電流較大時(shí),導(dǎo)體有向上的運(yùn)動趨勢,所受靜摩擦力向下,當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí),磁場力為最大值,此時(shí)通過ab的電流最大為Imax;同理,當(dāng)電流最小時(shí),應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的最大靜摩擦力,此時(shí)的安培力為,電流為Imin.
兩種情況下的受力圖如圖所示,
由平衡條件得:
對第一種情況有:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
解上述方程得: (1分)
對第二種情況有:
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
解上述方程得:
則通過ab桿的電流范圍為: (1分)
考點(diǎn):本題考查了電磁感應(yīng)定律和平衡條件等知識
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為mB=14kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=10kg的木箱A放在木板B上。一根輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時(shí)與水平面的夾角為θ=37°。已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4。重力加速度g取10m/s2,F(xiàn)用水平力F將木板B從木箱A下面勻速抽出,試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)繩上張力FT的大。
(2)拉力F的大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)如圖所示,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為370的光滑斜面上,當(dāng)整個(gè)裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中,小物塊恰好靜止.重力加速度取g,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求:
(1)水平向右電場的電場強(qiáng)度;
(2)若將電場強(qiáng)度減小為原來的一半,物塊的加速度是多大;
(3)電場強(qiáng)度變化后物塊下滑距離時(shí)的動能.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
木塊A、B分別重50 N和60 N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25;夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2 cm,彈簧的勁度系數(shù)為400 N/m.系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動.現(xiàn)用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上,如圖所示,求力F作用后木塊A、B所受摩擦力的大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,MN、PQ為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌,間距L=0.50m,導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=370,N、Q間連接一個(gè)電阻R=5.0Ω,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T。將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置,金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直,且與導(dǎo)軌接觸良好。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.50,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí),其速度大小開始保持不變,位置cd與ab之間的距離s=2.0m。已知g=10m/s2,sin370=0.60,cos370=0.80。求:
(1)金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大;
(2)金屬棒達(dá)到cd處的速度大;
(3)金屬棒由位置ab運(yùn)動到cd的過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,物體的質(zhì)量為2 kg,兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上,另一端系于物體上,在物體上另施加一個(gè)方向與水平線成θ=60°的拉力F,若要使兩繩都能伸直,求拉力F的大小范圍.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(9分)如圖所示,在傾角為θ=30°的斜面上,固定一寬L=0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌,在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R.電源電動勢E=12 V,內(nèi)阻r=1 Ω,一質(zhì)量m=20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80 T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)).金屬導(dǎo)軌是光滑的,取g=10 m/s2,要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止,求:
(1)通過金屬棒的電流;
(2)滑動變阻器R接入電路中的阻值.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,兩塊相同的金屬板M和N正對并水平放置,它們的正中央分別有小孔O和O′,兩板距離為2L,兩板間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場;AB是一根長為3L的輕質(zhì)絕緣豎直細(xì)桿,桿上等間距地固定著四個(gè)(1、2、3、4)完全相同的帶電荷小球,每個(gè)小球帶電量為q、質(zhì)量為m、相鄰小球間的距離為L,第1個(gè)小球置于O孔處.將AB桿由靜止釋放,觀察發(fā)現(xiàn),從第2個(gè)小球剛進(jìn)入電場到第3個(gè)小球剛要離開電場,AB桿一直做勻速直線運(yùn)動,整個(gè)運(yùn)動過程中AB桿始終保持豎直,重力加速度為g.求:
(1)兩板間的電場強(qiáng)度E;
(2)第4個(gè)小球剛離開電場時(shí)AB桿的速度;
(3)從第2個(gè)小球剛進(jìn)入電場開始計(jì)時(shí),到第4個(gè)小球剛離開電場所用的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為m1=5 kg的滑塊,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30 N的力F推滑塊,滑塊沿斜面向上勻速運(yùn)動,斜面體質(zhì)量m2=10 kg,且始終靜止,取g=10 m/s2,求:
(1)斜面對滑塊的摩擦力;
(2)地面對斜面體的摩擦力和支持力。
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