如圖甲所示,在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道,軌道間的距離為l,兩軌道底端的連線與軌道垂直,頂端接有電源.將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上,且與兩軌道垂直.已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略,通過(guò)導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I,方向由a到b,圖11乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖.若重力加速度為g,在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止.
(1)請(qǐng)?jiān)趫D11乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖;
(2)求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大;
(3)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向.
(1)導(dǎo)體棒受到重力、軌道的支持力和磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力,由左手定則判斷可知,安培力方向水平向右.作出受力示意圖如圖答-2所示.
(2)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知,磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小
F=mgtanα
(3)要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,則要求安培力最。鶕(jù)受力情況可知,最小安培力
Fmin=mgsinα,方向平行于軌道斜向上
所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin=
Fmin
Il
=
mgsinα
Il

根據(jù)左手定則可判斷出,此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希?br>答:(1)畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖如圖所示;
(2)磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小是mgtanα;
(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小是
mgsinα
Il
,方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希?/div>
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面問(wèn),處于靜止?fàn)顟B(tài).m與M相接觸邊與豎直方向的夾角為α若不計(jì)一切摩擦,求:

(1)水平面對(duì)正方體M的彈力大;
(2)墻面對(duì)正方體m的彈力大小.

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用繩將重球掛在光滑的墻上,設(shè)繩子的拉力為T,墻對(duì)球的彈力為N,如圖所示,如果將繩的長(zhǎng)度加長(zhǎng),則( 。
A.T、N均減小B.T、N均增加
C.T增加,N減小D.T減小,N增加

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在如圖所示的裝置中,光滑球的質(zhì)量為m,光滑球受到的重力為G,斜面對(duì)光滑球的支持力為N1,豎直擋板對(duì)光滑球的支持力為N2.下面關(guān)于支持力N1,支持力N2,重力G三個(gè)力大小關(guān)系的說(shuō)法中正確的是( 。
A.支持力N2最大B.支持力N1最大
C.重力G最大D.三個(gè)力大小相等

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在下圖中,a、b表面均光滑,a、b間一定沒(méi)有彈力的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別是mA和mB,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),滑輪的質(zhì)量和一切摩擦不計(jì).如果繩的一端由P點(diǎn)緩慢向左運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài),關(guān)于繩子拉力大小F和兩滑輪間繩子與水平方向的夾角α的變化,以下說(shuō)法中正確的是( 。
A.F變小,a變小B.F變大,a變小
C.F不變,a不變D.F不變,a變大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

一個(gè)人用滑輪組使自己處于平衡狀態(tài).設(shè)人與筐總重為G,繩子和滑輪的質(zhì)量及兩者間摩擦不計(jì),則人的拉力應(yīng)為_(kāi)_____.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

重為G的兩個(gè)完全相同的小球,與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為u.豎直向上的較小的力F作用在連接兩球輕繩的中點(diǎn),繩間的夾角a=60°,如圖所示.緩慢增大^到兩球剛要運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.地面對(duì)球的支持力變大
B.球剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),地面對(duì)球沒(méi)有支持力
C.地面對(duì)球的摩擦力變小
D.球剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),球受到的摩擦力最大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F的作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面作用于物塊的靜摩擦力的(  )
A.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下
C.大小可能等于零D.大小可能等于F

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