【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計,g取10m/s2 . 已知sin 37°=0.60、cos 37°=0.80,求:

(1)通過導(dǎo)體棒的電流;
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力;
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.
(4)若將磁場方向改為豎直向上,要使金屬桿繼續(xù)保持靜止,且不受摩擦力左右,求此時磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大。

【答案】
(1)

解:根據(jù)閉合電路歐姆定律得:I1= =1.5 A


(2)

解:導(dǎo)體棒受到的安培力為:F=BIL=0.30 N.

由左手定則可知,安培力沿斜面向上


(3)

解:對導(dǎo)體棒受力分析如圖,將重力正交分解,沿導(dǎo)軌方向有:

F1=mgsin 37°=0.24 N

F1<F,根據(jù)平衡條件可知,摩擦力沿斜面向下

mgsin 37°+f=F

解得:f=0.06 N


(4)

解:當(dāng)B的方向改為豎直向上時,這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴,則

B2IL=mgtan α,

B2=0.5T


【解析】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小.(2)根據(jù)安培力的公式F=BIL求出安培力的大。3)導(dǎo)體棒受重力、支持力、安培力、摩擦力處于平衡,根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出摩擦力的大。4)當(dāng)B的方向改為豎直向上時,這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴,畫出受力圖,然后結(jié)合幾何關(guān)系即可求出.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了安培力的相關(guān)知識點(diǎn),需要掌握安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零才能正確解答此題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量不計的彈簧一端固定在地面上,彈簧豎直放置,將一小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放,h1>h2 , 小球觸到彈簧后向下運(yùn)動壓縮彈簧,從開始釋放小球到獲得最大速度的過程中,小球重力勢能的減少量ΔE1、ΔE2的關(guān)系及彈簧彈性勢能的增加量ΔEp1、ΔEp2的關(guān)系中,正確的一組是 ( )

A.ΔE1=ΔE2 , ΔEp1=ΔEp2
B.ΔE1>ΔE2 , ΔEp1=ΔEp2
C.ΔE1=ΔE2 , ΔEp1>ΔEp2
D.ΔE1>ΔE2 , ΔEp1>ΔEp2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學(xué)在做驗證平行四邊形定則實驗時,在白紙上記錄了以下信息,如圖所示,O點(diǎn)是橡皮筋拉伸后的結(jié)點(diǎn)位置,兩彈簧測力計共同作用時,拉力F1F2的方向分別過P1P2點(diǎn);用一個彈簧測力計拉橡皮筋時,拉力F3的方向過P3點(diǎn)。三個力的大小分別為F1=3.40N、F2=3.90NF3=4.65N。

(1)請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度在答卷中相應(yīng)位置作圖______,并求出F1F2的合力F=__N(結(jié)果保留兩位小數(shù))。

(2)有關(guān)該實驗以下操作不當(dāng)?shù)氖?/span>_____

A.同一次實驗中,O點(diǎn)位置允許變動

B.實驗中,要記錄彈簧測力計的讀數(shù)及方向和O點(diǎn)的位置

C.實驗中,橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上

D.在使用彈簧秤前,應(yīng)先校零,使用過程應(yīng)使彈簧秤與木板平面平行。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】宇航員站在某一星球距離地面h高度處,以初速度v沿水平方向拋出一個小球,經(jīng)過時間t后小球落到星球表面,已知該星球的半徑為R,引力常量為G,求:

1)該星球表面的重力加速度g的大;

2)小球落地時的速度大;

3)該星球的密度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列命題:其中真命題的序號是
①向量的長度與的長度相等;
②向量與向量平行,則的方向相同或相反;
③兩個有共同起點(diǎn)的單位向量,其終點(diǎn)必相同;
④向量與向量是共線向量,則A、B、C、D必在同一直線上.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國古代神話傳說中有:地上的凡人過一年,天上的神仙過一天,如果把看到一次日出就當(dāng)做一天。已知神舟十號飛船繞地球做圓周運(yùn)動時軌道距離地面高度為H,已知地球半徑為R地球表面的重力加速度為g,引力常量為G,下列說法中錯誤的是( 。

A. 能計算神舟十號飛船繞地球飛行的周期

B. 能估算航天員24h內(nèi)在太空中度過的數(shù)

C. 能計算神舟十號飛船繞地球飛行的速率

D. 能計算地球?qū)?/span>神舟十號飛船的萬有引力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運(yùn)行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時,小物塊在傳送帶上運(yùn)動的vt圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1,則(  )

A. t2時刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大

B. t2時刻,小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大

C. 0~t2時間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左

D. 0~t3時間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電燈的燈絲電阻為2Ω,電池電動勢為2V,內(nèi)阻不計,線圈匝數(shù)足夠多,其直流電阻為3Ω.先合上電鍵K,過一段時間突然斷開,則下列說法中正確的有( )

A.電燈立即熄滅
B.電燈立即先暗再熄滅
C.電燈會突然比原來亮一下再熄滅,且電燈中電流方向與K斷開前方向相同
D.電燈會突然比原來亮一下再熄滅,且電燈中電流方向與K斷開前方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究力的平行四邊形定則的實驗如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)線的結(jié)點(diǎn),OBOC為細(xì)繩。圖乙所示是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。

(1)圖乙中的________是力F1F2的合力的理論值;_______是力F1F2的合力的實際測量值;

(2)在實驗中,如果將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化.答:_____(選填不變”);

(3)本實驗采用的科學(xué)方法是______

A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法

(4)實驗中需注意的事項有_______________

A.兩個分力F1、F2大小必須保持一致

B.兩個分力F1、F2間夾角必須保持120°

C.拉橡皮筋時,彈簧測力計、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行

D.用彈簧測力計拉細(xì)繩時,拉力的方向必須豎直向下

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