【題目】如圖,在水平面上放置著兩根相距1m的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),在導(dǎo)軌的左端有滑動(dòng)變阻器R、電鍵S、電源與導(dǎo)軌相連,電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=1Ω.導(dǎo)體棒MN長(zhǎng)l=1m,質(zhì)量m=1kg,其電阻不計(jì),與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到4Ω,閉合電鍵S,導(dǎo)體棒剛好能處于平衡.(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g=10m/s2)求:

(1)導(dǎo)體棒MN所受的安培力的大小和方向;
(2)導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)若將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到1Ω,在剛閉合電鍵S時(shí)導(dǎo)體棒MN的加速度大。

【答案】
(1)解:由題意可知MN中的電流大小為: A;

電流的方向有M到N,根據(jù)左手定則可知,安培力方向水平向左;

大小:F=BIL=0.5×2×1N=1N

答:導(dǎo)體棒MN所受的安培力的大小是2A,方向向左;


(2)解:安培力與摩擦力大小相等,方向相反,即:f=F

又:f=μFN=μmg

得:

答:導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是0.1;


(3)解:若將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到1Ω,則: A

F′=BI′L=0.5×5×1N=2.5N

根據(jù)牛頓第二定律:F′﹣f=ma

所以:

答:若將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到1Ω,在剛閉合電鍵S時(shí)導(dǎo)體棒MN的加速度大小是1.5m/s2


【解析】(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律來(lái)計(jì)算流過(guò)金屬棒的電流大。桓鶕(jù)公式F=BIL計(jì)算安培力的大小,根據(jù)左手定則可以判斷勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向;(2)根據(jù)摩擦力和安培力相等,可以計(jì)算摩擦力的大小,根據(jù)f=μFN計(jì)算摩擦因數(shù);(3)先計(jì)算出安培力,然后進(jìn)行受力分析,結(jié)合牛頓第二定律求出剛閉合電鍵S時(shí)導(dǎo)體棒MN的加速度大。
【考點(diǎn)精析】掌握電磁感應(yīng)與電路和電磁感應(yīng)與力學(xué)是解答本題的根本,需要知道用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;畫等效電路;運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解;用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;求回路中電流強(qiáng)度;分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用水平力F推靜止在斜面上的物塊,當(dāng)力F由零開始逐漸增大而物塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),則物塊(  )

A. 所受合力逐漸增大

B. 所受斜面摩擦力逐漸增大

C. 所受斜面彈力逐漸增大

D. 所受斜面作用力逐漸變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用輸出電壓為1.4V,輸出電流為 100mA的充電器對(duì)內(nèi)阻為2Ω的鎳﹣氫電池充電.下列說(shuō)法正確的是( )

A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12 W
B.充電器輸出的電功率為0.14 W
C.充電時(shí),電池消耗的熱功率為0.02 W
D.充電時(shí),在1s的時(shí)間內(nèi)有0.14 J的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方,由不同高度靜止釋放,用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻.線框下落過(guò)程形狀不變,ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線OO′平行,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直.設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,不計(jì)空氣影響,則下列反映線框下落過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律圖象中,可能正確的是( )

A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的元件,它由A、B兩導(dǎo)體并聯(lián)組成,被封閉在一個(gè)透明的玻璃殼內(nèi),a、b是其兩個(gè)外露的接線柱,如圖1,A是一個(gè)阻值為20Ω的定值電阻,B是一種由特殊金屬絲制成的導(dǎo)體,它的額定電壓是9V.為了進(jìn)一步探究該元件的某些特性,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了適當(dāng)?shù)碾娐,使該元件上電壓從零開始逐漸增加,測(cè)得相應(yīng)的電流,并繪制出如圖3的I﹣U曲線.

(1)圖2是該小組實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的實(shí)物圖,請(qǐng)將漏畫的一根導(dǎo)線補(bǔ)上;

(2)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)靠近(選填“左端”、“右端”),若用此實(shí)驗(yàn)電路去測(cè)量該元件電阻,僅從實(shí)驗(yàn)原理上看電阻的測(cè)量值真實(shí)值.(選填“大于”、“小于”、“等于”)
(3)由圖3的I﹣U曲線可求得導(dǎo)體B的額定電流為A;

(4)若把該元件與一阻值為18Ω的定值電阻串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻不計(jì)的電源兩端,則該元件的實(shí)際功率為W,其中通過(guò)導(dǎo)體B中的電流為A.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度—時(shí)間圖線如圖所示,則以下說(shuō)法中正確的是( )

A.第1s末質(zhì)點(diǎn)的位移和速度都改變方向

B.第2s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向發(fā)生改變

C.第4s末質(zhì)點(diǎn)的位移改變方向

D.第3s末和第5s末質(zhì)點(diǎn)的位置相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,粗糙水平地面上的長(zhǎng)方體物塊將一重為G的光滑圓球抵在光滑豎直的墻壁上,現(xiàn)用水平向右的拉力F緩慢拉動(dòng)長(zhǎng)方體物塊,在圓球與地面接觸之前,下面的相關(guān)判斷正確的是(  )

A. 球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u減小 B. 地面對(duì)長(zhǎng)方體物塊的支持力逐漸增大

C. 地面對(duì)長(zhǎng)方體物塊的摩擦力逐漸增大 D. 水平拉力F逐漸減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法中正確的是________

A一定質(zhì)量的理想氣體體積增大時(shí),其內(nèi)能一定減少

B氣體的溫度降低,某個(gè)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能可能增加

C當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),水中不會(huì)有水分子飛出水面

D氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的

E用油膜法估測(cè)分子的大小的實(shí)驗(yàn)中,將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算,會(huì)使分子直徑計(jì)算結(jié)果偏大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一卷表面有很薄絕緣層的鎳鉻合金絲,該校的一興趣小組同學(xué)想通過(guò)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)算合金絲的長(zhǎng)度。已知該鎳鉻合金絲的常溫電阻率ρ=1.0× Ω·m,他們選用的器材有多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線和學(xué)生電源等。

(1)他們先使用多用電表粗測(cè)合金絲的電阻,操作過(guò)程分以下三個(gè)步驟:

將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”“插孔,選擇電阻擋“×100”;

調(diào)整機(jī)械零點(diǎn)調(diào)節(jié)旋紐使指針指到零刻度,調(diào)整時(shí)____(填必須”“不能將兩表筆短接,然后調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕進(jìn)行歐姆調(diào)零,調(diào)整時(shí)__________(填必須不能)將兩表筆短接;

把紅、黑表筆分別與鎳銘合金絲的兩端(已刮去絕緣漆)相接,多用電表的示數(shù)如圖甲所示,該合金絲的電阻約為__________Ω。

(2)為了更準(zhǔn)確地測(cè)量鎳鉻合金絲電阻,已知所選用的電壓表內(nèi)阻為幾千歐,電流表內(nèi)阻為幾歐,根據(jù)多用電表的示數(shù),為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,并獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,以下四個(gè)電路中最合理的是_________。

(3)他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量鎳鉻合金絲的直徑,示數(shù)如圖乙所示,則鎳鉻合金絲的直徑為_________mm。

(4)根據(jù)多用電表測(cè)得的鎳鉻合金絲電阻值,不計(jì)合金絲絕緣漆的厚度,可估算出這卷鎳鉻合金絲的長(zhǎng)度約為_________m。(結(jié)果保留整數(shù))

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