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精英家教網(wǎng) > 高中物理 > 題目詳情

如圖所示，通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)，水平地放置在傾角為θ的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為I，要求導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上．求：
（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？
（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小方向如何？

（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，從a向b觀察，導(dǎo)線受力情況如圖甲所示．
由平衡條件得：
在水平方向上：F-F_Nsinθ=0
在豎直方向上：mg-F_Ncosθ=0
其中F=BIL，聯(lián)立以上各式可解得：
B=

mgtanθ

．
（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則一方面應(yīng)使磁場(chǎng)方向與通電導(dǎo)線垂直，另一方面應(yīng)調(diào)整磁場(chǎng)方向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最小．
如圖乙所示，由力的矢量三角形討論可知，當(dāng)安培力方向與支持力垂直時(shí)，安培力最小，對(duì)應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，設(shè)其值為B_min，則：
B_minIL=mgsinθ，
得：B_min=

mgsinθ

根據(jù)左手定則判定知，該磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上．
答：（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為

mgtanθ

．
（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為

mgsinθ

．方向垂直于斜面向上．

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖（甲）為一研究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中電流傳感器（相當(dāng)于一只理想的電流表）能將各時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖象．已知電阻R及金屬桿的電阻r均為0.5Ω，桿的質(zhì)量m及懸掛物的質(zhì)量M均為0.1kg，桿長(zhǎng)L=1m．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)K，取下細(xì)線調(diào)節(jié)軌道傾角，使桿恰好能沿軌道勻速下滑．然后固定軌道，閉合K，在導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，讓桿在懸掛物M的牽引下，從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放，此時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖（乙）所示的I-t圖象（設(shè)桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軌道垂直，且細(xì)線始終沿與軌道平行的方向拉桿，導(dǎo)軌的電阻、細(xì)線與滑輪間的摩擦及滑輪的質(zhì)量均忽略不計(jì)）．

試求：（1）t=0.2s時(shí)電阻R的熱功率；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）估算0～0.4s內(nèi)流過(guò)電阻R的電荷量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示．水平放置的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ef靜止于導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌的另一端經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)S與平行板電容器相連，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電容器上板帶正電，帶電量為Q．現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的有（　　）

A．電容器所帶電量逐漸減少，最后變?yōu)榱?/td>

B．電容器兩板問(wèn)場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，最后保持一個(gè)定值不變

C．金屬棒中電流先增大后減小，最后減為零

D．金屬棒的速度逐漸增大，最后保持一個(gè)定值不變

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，MN、PQ為間距l(xiāng)=1m足夠長(zhǎng)的f行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．導(dǎo)軌平面與水平面問(wèn)的夾角θ=37°，NQ間連接有一個(gè)R=4Ω的電阻．有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀=1T．將一質(zhì)量為m=O.1kg電阻未知的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過(guò)程中通過(guò)金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，沒(méi)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)

過(guò)程中始終與NQ平行．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²），求：
（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
（2）cd離NQ的距離x．
（3）金屬捧滑行至cd處的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)=50cm．導(dǎo)軌處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一根電阻為r=0.1Ω的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌左右運(yùn)動(dòng)．兩塊平行的、相距d=10cm、長(zhǎng)度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連接，圖中跨接在兩導(dǎo)軌間的電阻R=0.4Ω．其余電阻忽略不計(jì)．已知當(dāng)金屬棒ab不動(dòng)時(shí)，質(zhì)量m=10g、帶電量q=-10^-3C的小球以某一速度v₀沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板（g取10m/s²）．求：
（1）小球的速度v₀；
（2）若使小球在金屬板間不偏轉(zhuǎn)，則金屬棒ab的速度大小和方向；
（3）若要使小球能從金屬板間射出，則金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，磁場(chǎng)寬度為3m．一正方形屬框邊長(zhǎng)L=1m，每邊電阻為0.2Ω，金屬框以10m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感線向垂直．則金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，金屬框內(nèi)的感應(yīng)電流的最大值為（　　）

A．1.5A

B．2.0A

C．2.5A

D．3.5A

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m，處在同一豎直面中，導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的電容器兩極板相距d=10mm，定值電阻R₁=R₃=8Ω，R₂=2Ω，金屬棒ab的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌面．在水平向右的恒力F作用下，金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10^-14kg，帶電荷量q=-1×10^-15C的微粒恰好靜止不動(dòng)．取g=10m/s²，求：
（1）電容器兩極板間電壓？
（2）金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ固定于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌相距L=0.2m，導(dǎo)軌左端接有規(guī)格為“0.6V，0.6W”的小燈泡，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，在水平拉力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中小燈泡始終正常發(fā)光，已知導(dǎo)軌MN、PQ與導(dǎo)體棒的材料相同，每米長(zhǎng)度的電阻r=0.5Ω，其余導(dǎo)線電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=0.1kg，導(dǎo)體棒到左端MP的距離為x．

（1）求出導(dǎo)體棒ab的速度v與x的關(guān)系式；
（2）在圖乙所給坐標(biāo)中準(zhǔn)確畫(huà)出aMPba回路的電功率P與x的關(guān)系圖象（不必寫(xiě)出分析過(guò)程，只根據(jù)所畫(huà)圖象給分）；
（3）求出導(dǎo)體棒從x₁=0.1m處運(yùn)動(dòng)到x₂=0.3m處的過(guò)程中水平拉力所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，間距L=1m的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面成30°角放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上端連有R=0.8Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，t=0時(shí)刻有一質(zhì)量m=1kg，電阻r=0.2Ω的金屬棒，以v₀=10m/s的初速度從導(dǎo)軌上某一位置PP'開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上滑行，金屬棒垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，與此同時(shí)對(duì)金屬棒施加一個(gè)沿斜面向上且垂直于金屬棒的外力F，使金屬棒做加速度大小為2m/s²的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則：
（1）t=2s時(shí)，外力F的大小？
（2）若已知金屬棒運(yùn)動(dòng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為100J，求此過(guò)程中外力F做的功？
（3）到最高點(diǎn)后，撤去外力F，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，最終電阻R上消耗的熱功率是多少？

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