如圖所示,電源電動勢E=2 V,內(nèi)電阻r=0.5 Ω,豎直導軌電阻可忽略,金屬棒的質(zhì)量m=0.1 kg,電阻R=0.5 Ω,它與導軌的動摩擦因數(shù)μ=0.4, 有效長度為L=0.2 m,為了使金屬棒能夠靠在導軌外面靜止不動,我們施一與紙面成30°角向里且與金屬棒垂直的磁場,問磁場方向是斜向上還是斜向下?磁感應強度B的范圍是多大?(g=10 m/s2)
斜向下 3 T≤B≤16.3 T
以靜止的金屬棒為研究對象,其側(cè)視的受力分析如圖所示.
若摩擦力方向向上,則
B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg.
若摩擦力方向向下,則
B2ILsin30°-μB2ILcos30°=mg,

其中電流IE/(Rr)
代入數(shù)據(jù)得:B1=3 T,B2=16.3 T,
故所求磁感應強度的范圍是
3 T≤B≤16.3 T;
根據(jù)左手定則可知其方向應斜向下.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)如圖所示,PQ和MN為水平放置的平行金屬導軌,間距為l=1.0m,導體棒ab跨放在導軌上,棒的質(zhì)量為m=20g,棒的中點用細繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連,物體c的質(zhì)量M=30g。在垂直導軌平面方向存在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場,磁場方向豎直向上,重力加速度g取10m/s2

(1)若導軌是光滑的,為了使物體c能保持靜止,應該在棒中通入多大的電流?電流的方向如何?
(2)若導軌是粗糙的,且導體棒與導軌間的最大靜摩擦力為導體棒ab重力的0.5倍,若要保持物體c靜止不動,應該在棒中通入多大的電流?電流的方向如何?

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在磁場中,一根質(zhì)量為m,長度為L的金屬棒用細金屬絲水平地懸掛在勻強磁場中,如圖所示。當通過如圖所示的電流I時,金屬絲對棒的拉力剛好為零,則磁感應強度的方向是(  )
A.平行紙面向上B.平行紙面向下
C.垂直紙面向里D.垂直紙面向外

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(2011年廈門模擬)如圖8-1-16所示,平行金屬導軌與水平面的夾角α=37°,處于B=1 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場中.質(zhì)量m=10 g、有效長度L=10 cm的金屬桿,與導軌的動摩擦因數(shù)μ=0.5,電源電動勢E=2 V.試分析:當變阻器阻值R為何值時,金屬桿可以靜止在斜面上?(其余電阻不計)

圖8-1-16

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖6所示,在豎直向下的勻強磁場中,有兩根豎直  放置的平行導軌AB、CD,導軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN,棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)從t=0時刻起,給棒通以圖示方向的電流,且電流大小與時間成正比,即I=kt,其中k1為正恒量.若金屬棒與導軌始終垂直,則如圖7所示的表示棒所受的摩擦力隨時間變化的四幅圖中,正確的是                 (  )   

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(2011年金華十校聯(lián)考)一段長0.2 m,通過2.5 A電流的直導線,關(guān)于在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況,正確的是(  )
A.如果B=2 T,F一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F有可能是1 N
D.如果F有最大值時,通電導線一定與B平行

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,水平放置的兩根平行金屬軌道相距0.2m,上面放一不計電阻質(zhì)量為0.04kg的均勻金屬棒ab。已知電源電動勢為6V、內(nèi)阻為0.5Ω,滑動變阻器調(diào)到2.5Ω,F(xiàn)在金屬棒所在位置施加一勻強磁場,使得金屬棒ab對軌道的壓力恰好為零且仍保持靜止。求,該勻強磁場的磁感應強度大小和方向?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于磁場對通電直導線的作用力,下列說法中正確的是
A.通電直導線跟磁場方向平行時作用力最小,但不為零
B.通電直導線跟磁場方向垂直時作用力最大
C.作用力的方向與磁場方向可能相同
D.通電直導線跟磁場方向不垂直時肯定無作用力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于OO’,并處于勻強磁場中。當導線中通以沿x負方向的電流I,且導線保持靜止時,懸線與豎直方向的夾角為q。則磁感應強度方向和大小可能為(             ) 
   
A.z正向,tanqB.y正向,
C.z負向,tanqD.沿懸線向上,sinq

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