【題目】如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.4m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在平面內(nèi),分布著磁感應強度B=0.5T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場金屬導軌的一端接有電動勢E=6V、內(nèi)阻r=1Ω的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.75Ω,金屬導軌電阻不計,g10m/s2。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

(1)導體受到的安培力大。

(2)導體棒受到的摩擦力的大小和方向

(3)若感應強度的大小和方向可以改變,為了使導體靜止在斜面上且對斜面無壓力,此處磁場的磁感應強度B′的大小和方向。

【答案】(1)0.32N(2)0.08 N 方向沿斜面向下(3)0.625T,方向水平向左

【解析】

(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小,并根據(jù)安培力的公式F=BIL求出安培力的大;(2)導體棒受重力、支持力、安培力、摩擦力處于平衡,根據(jù)共點力平衡求出摩擦力的大小;(3)若導體棒靜止在斜面上且對斜面沒有壓力,安培力的方向必須豎直向上,而且大小等于重力,并根據(jù)受力平衡來確定磁感應強度的大小和方向.

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

導體棒受到的安培力:

(2)導體棒所受重力沿斜面向下的分力為:

由于小于安培力,故導體棒受沿斜面向下的摩擦力

根據(jù)共點力平衡條件有:

代入數(shù)據(jù)得:f=0.08N

(3)若導體棒靜止在斜面上且對斜面沒有壓力,安培力的方向必須豎直向上,而且大小等于重力,即:

解得:

根據(jù)左手定則可以判定,磁場的方向水平向左.

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C. ωaωbr1r2 D. ωbωc

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A. 小球2一定垂直撞在斜面上

B. 小球1、2的初速度可以不相等

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D. 改變小球1的初速度,小球1落在斜面上的速度方向都平行

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若行李箱在轉(zhuǎn)盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動摩擦力大小相等,則行李箱與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)至少為多大?

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為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放?答:________。

根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達式為v0=___(用題中所給字母表示)。

小球初速度的值為v0=_____m/s。

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