【題目】如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,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,分布著磁感應強度B=0.50T、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=4.5V、內阻r=0.50Ω的直流電源.現把一個質量m=0.040kg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=2.5Ω,金屬導軌電阻不計,g取10m/s2 . 已知sin 37°=0.60、cos 37°=0.80,求:
(1)通過導體棒的電流;
(2)導體棒受到的安培力;
(3)導體棒受到的摩擦力.
(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,求此時磁場磁感應強度B2的大小?
【答案】
(1)
解:根據閉合電路歐姆定律得:I1= =1.5 A
(2)
解:導體棒受到的安培力為:F安=BIL=0.30 N.
由左手定則可知,安培力沿斜面向上
(3)
解:對導體棒受力分析如圖,將重力正交分解,沿導軌方向有:
F1=mgsin 37°=0.24 N
F1<F安,根據平衡條件可知,摩擦力沿斜面向下
mgsin 37°+f=F安
解得:f=0.06 N
(4)
解:當B的方向改為豎直向上時,這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴遥瑒t
B2IL=mgtan α,
B2=0.5T
【解析】(1)根據閉合電路歐姆定律求出電流的大。2)根據安培力的公式F=BIL求出安培力的大小.(3)導體棒受重力、支持力、安培力、摩擦力處于平衡,根據共點力平衡求出摩擦力的大小.(4)當B的方向改為豎直向上時,這時安培力的方向變?yōu)樗较蛴遥嫵鍪芰D,然后結合幾何關系即可求出.
【考點精析】本題主要考查了安培力的相關知識點,需要掌握安培力做功與路徑有關,繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負,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.
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【題目】如圖所示,一水平導線通以電流I,導線下方有一電子,初速度方向與電流平行,關于電子的運動情況,下述說法中,正確的是( )
A.沿路徑a運動,其軌道半徑越來越大
B.沿路徑a運動,其軌道半徑越來越小
C.沿路徑b運動,其軌道半徑越來越小
D.沿路徑b運動,其軌道半徑越來越大
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【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線 的實驗中,可供選擇的器材及代號如下:
A.小燈泡L(3V、1.8W);
B.滑動變阻器R(0~10Ω,額定電流1.5A);
C.電壓表V1(量程:0~3V,RV=5kΩ);
D.電壓表V2(量程:0~15V,RV=10kΩ);
E.電流表A1(量程:0~0.6A,RA=0.5Ω);
F.電流表A2(量程0~3A,RA=0.1Ω)
G.鉛蓄電池、電鍵各一個,導線若干
實驗中要求加在小燈泡兩端的電壓可連續(xù)地從零調到額定電壓
①為了減少誤差,實驗中應選電壓表 , 電流表;
②某同學實驗后作出的 I﹣U圖象如圖1所示,請分析該圖象形成的原因是 .
③請在圖中虛線框內按要求完成實驗電路圖(用筆線代替導線)
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【題目】如圖,一條形磁鐵放在水平桌面上,在它的正中央上方固定一直導線,導線與磁鐵垂直,若給導線通以垂直于紙面向里的電流,則( )
A.磁鐵對桌面的壓力增大
B.磁鐵對桌面的壓力減少
C.桌面對磁鐵沒有摩擦力
D.磁鐵所受的合力不變
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【題目】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中,除了電火花打點計時器、紙帶、復寫紙、小車、一端附有光滑定滑輪的長木板級兩根導線外,還有下列器材供選擇:
A.天平, B.彈簧秤, C.鉤碼, D.秒表, E.刻度尺, F.蓄電池, G.交流電源
(1)其中電火花打點計時器的作用是____________;
(2)將實驗所需的器材前面的字母代號填在橫線上___________;
(3)如圖為某次實驗中記錄的紙帶,測得s1=2.60cm,s2=4.10cm,s3=5.60cm,s4=7.10cm.s5=8.60cm。圖中每相鄰兩個計數點間還有4個點未畫出,則小車做勻加速直線運動的加速度a=_______m/s2,其中打點計時器在打D點時,小車的瞬時速度vD=_________m/s,在DF段平均速度________m/s(電源為220V,50Hz,結果保留兩位有效數字)
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【題目】如圖所示,一個內壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,有兩個質量相等的小球A和B緊貼著內壁分別在圖中所示的水平面內做勻速圓周運動,則以下說法中正確的是( )
A.A球的角速度等于B球的角速度
B.A球的線速度大于B球的線速度
C.A球的運動周期小于B球的運動周期
D.A球對筒壁的壓力大于B球對筒壁的壓力
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【題目】如圖是一個研究向心力與哪些因素有關的DIS實驗裝置的示意圖,其中做勻速圓周運動的圓柱體的質量為m,放置在未畫出的圓盤上.圓周的軌道半徑為r,力電傳感器測定的是向心力F,光電傳感器測定的是圓柱體的線速度.
(1)研究向心力與線速度的關系時,保持圓柱體質量和運動半徑一定,為方便研究,應畫______圖象。
A.F-v圖象 B.F-v2圖象 C.F-v3圖象
(2)利用該裝置研究F與r的關系時,除保持圓柱體的質量不變外,還應保持不變的物理量是___________。
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【題目】把純電阻A“10V,2.0W”接到某一電動勢和內阻不變的電源上,電阻A實際消耗的功率是2.0W;換上另一個“10V,5.0W”的純電阻B接到這一電源上,若電阻B實際消耗的功率要小于2.0W,則該電源的電動勢和內阻應滿足的條件是(設電阻不隨溫度改變)( )
A.E>(10+2 )V
B.E>(5+2 )V
C.r>10 Ω
D.r>5 Ω
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【題目】如圖所示,一導熱性能良好、內壁光滑的氣缸豎直放置,在距氣缸底部l=36cm處有一與氣缸固定連接的卡環(huán),活塞與氣缸底部之間封閉了一定質量的氣體.當氣體的溫度T0=300K、大氣壓強p0=1.0×105Pa時,活塞與氣缸底部之間的距離l0=30cm,不計活塞的質量和厚度.現對氣缸加熱,使活塞緩慢上升,求:
①活塞剛到卡環(huán)處時封閉氣體的溫度T1 .
②封閉氣體溫度升高到T2=540K時的壓強p2 .
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