【題目】在傾角α=37°的斜面上，固定著間距L=1m的平行金屬導軌，其電阻不計,導軌接入如圖所示的電路中，已知電源的電動勢E=30V、內(nèi)阻r=1.0Ω，可變電阻R2大小可調(diào)，定值電阻R1=6Ω．一根質(zhì)量m=1.0kg的金屬棒ab垂直導軌放置，其電阻Rab=3Ω,整個裝置放在磁感應強度B=10T、垂直于斜面向上的勻強磁場中。已知ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，假設金屬棒的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．問要使金屬棒靜止在導軌上R2最小值為多少？

【答案】17Ω

【解析】

試題分析：根據(jù)導體棒剛要發(fā)生滑動時，金屬棒受到中的電流最大，對應此時的電阻最小，結(jié)合歐姆定律，共點力平衡條件分析解題

若金屬棒靜止在導軌上，R2調(diào)到最小時，金屬棒受到沿斜面向下的摩擦力且為最大靜摩擦力， ab棒受力如圖所示：

由平衡條件得：F=mgsin37°+μmgcos37° ①

安培力為：F=BIabL ②

由①②式聯(lián)立解得：Iab=1A ③

Rab和R1并聯(lián)電阻為： ④

設電路中的總電流為I，則I R并=IabRab ⑤

由閉合電路歐姆定律得： ⑥

由③④⑤⑥得：R2=17Ω

所以R2最小可調(diào)到17Ω

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（多選）嫦娥三號探測器由長征三號乙運載火箭發(fā)射，首次實現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察．嫦娥三號的飛行軌道示意圖如圖所示．假設嫦娥三號在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運動時，只受到月球的萬有引力，則（ ）

A．若已知嫦娥三號環(huán)月段圓軌道的半徑、運動周期和引力常量，則可算出月球的密度

B．嫦娥三號由環(huán)月段圓軌道變軌進入環(huán)月段橢圓軌道時，應讓發(fā)動機點火使其減速

C．嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點的速度大于Q點的速度

D．嫦娥三號在動力下降階段，其引力勢能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實線為一帶負電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，R同時在等勢面b上，據(jù)此可知（ ）

A. 三個等勢面中，c的電勢最高

B. 帶電質(zhì)點在P點的電勢能比在Q點的電勢能小

C. 帶電質(zhì)點在P點的動能與電勢能之和比在Q點的小

D. 帶電質(zhì)點在P點的加速度比在Q的加速度大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組在“測定金屬絲電阻率”的實驗過程中，正確操作并獲得了合理的實驗數(shù)據(jù)。

(1)該實驗小組獲得的金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如下圖所示，則它們的讀數(shù)依次是________mm、________A、________V.

(2)該實驗小組在將金屬絲接入電路前用萬用表測量它的電阻．測量步驟如下，請你幫該實驗小組完成實驗步驟：

A．先進行機械調(diào)零．

B．將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔，將選擇開關撥至電阻測量擋×10擋處，將紅、黑表筆短接，旋動部件_______（填“K”或“T”或“S”），使指針對準電阻的_______（填“0刻線”或“∞刻線”）．

C．將紅、黑表筆分別接金屬絲兩端，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，為了較準確地進行測量，應換到_____（填“×100” 或“×1”）檔，再進行______（填 “機械調(diào)零”或“歐姆調(diào)零”），重新測金屬絲的電阻。

D．測量完成后，將選擇開關撥向________位置．（ 填 “直流電壓最高擋”或“交流電壓最高擋”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關于位移和路程的關系，下列說法正確的是

A. 在直線運動中，位移就是路程

B. 物體沿直線向某一方向運動，那么通過的路程等于位移的大小

C. 出租車按位移的大小收費

D. 在某一段時間內(nèi)物體運動的位移為零，則該物體一定是靜止的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導軌，導軌間距L為0．5 m，導軌左端連接一個阻值為2 Ω的定值電阻R，將一根質(zhì)量為0．2 kg的金屬棒cd垂直放置在導軌上，且與導軌接觸良好，金屬棒cd的電阻r＝2 Ω，導軌電阻不計，整個裝置處于垂直導軌平面向下的勻強磁場中，磁感應強度為B＝2 T．若棒以1 m/s的初速度向右運動，同時對棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒為4 W，從此時開始計時，經(jīng)過2 s金屬棒的速度穩(wěn)定不變，圖乙為安培力與時間的關系圖象．試求：

（1）金屬棒的最大速度；

（2）金屬棒速度為3 m/s時的加速度；

（3）求從開始計時起2 s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】運動員雙手握住豎直桿勻速攀上和勻速滑下，他所受的摩擦力分別為F1和F2，那么

A. F1向下，F2向上，且F1<F2

B. F1向下，F2向上，且F1＞F2

C. F1向上，F2向上，且F1= F2

D. F1向上，F2向下，且F1= F2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用一塊長L＝1.0m的木板在墻和水平地面間架設斜面，斜面與水平地面的傾角θ可在0～60°間調(diào)節(jié)后固定．將質(zhì)量m＝0.2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.05，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ2＝0.8，忽略物塊在斜面與水平地面交接處的能量損失．(已知重力加速度取g＝10m/s2；sin37°＝0.6，cos37°＝0.8最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)

(1)當θ角增大到多少時，物塊恰能從斜面開始下滑；(用正切值表示)

(2) θ角增大到37°時，物塊沿斜面下滑時的加速度為多大？

(3) θ角增大到多大時，物塊停止時與墻面的距離最大，求此最大距離xm.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明對重力有以下四種認識，其中正確的是（ ）．

A. 重力方向總是垂直于物體的表面

B. 重力方向總是豎直向下

C. 物體的重心一定在物體上

D. 在同一地點，同一物體靜止時所受的重力與其運動時所受的重力不一樣

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