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精英家教網如圖所示,相距20cm的兩根光滑平行銅導軌,導軌平面傾角為a=37°,上面放著質量為80g的金屬桿ab,整個裝置放在B=0.2T的勻強磁場中.
(1)若磁場方向豎直向下,要使金屬桿靜止在軌道上,必須通以多大的電流?
(2)若磁場方向垂直斜面向下,要使金屬桿靜止在導軌上,必須通以多大的電流?
分析:金屬棒靜止,金屬棒處于平衡狀態(tài),所受合力為零,對金屬棒進行受力分析,根據平衡條件及左手定則分析,注意要把立體圖轉化為平面圖分析.
解答:解:(1)當磁場方向豎直向下,導體棒受重力、支持力和水平向右的安培力,如左圖所示.精英家教網
由于桿靜止,三個力的合力為零,故F=mgtan37°…①
又因為F=BIL…②
聯(lián)立①②代入數據解之得:I=15A
(2)當磁場的方向垂直于垂直斜面向下,導體棒受重力、支持力和沿斜面向上的安培力,如右圖所示.
由于桿靜止,三個力的合力為零,故F1=mgsin37°…③.
聯(lián)立②③解之得:I2=12A
答:(1)若磁場方向豎直向下,要使金屬桿靜止在軌道上,必須通以14.7A的電流.(2)若磁場方向垂直斜面向下,要使金屬桿靜止在導軌上,必須通以11.76A的電流.
點評:明確金屬棒靜止處于平衡狀態(tài),所受合力為零,對金屬棒正確受力分析,并且轉化為平面圖,熟練應用左手定則是正確解題的關鍵.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°,現在導軌上放一質量為330g的金屬棒ab,它與導軌間動摩擦因數為0.5,整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中,導軌所接電源的電動勢為15V,內阻不計,滑動變阻器的阻值滿足要求,其他部分電阻不計,g取10m/s2,為了保證ab處于靜止狀態(tài)(cosθ=0.8),則:
(1)ab通入的最大電流為多少?
(2)ab通入的最小電流為多少?
(3)R的調節(jié)范圍多大?

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科目:高中物理 來源:2013屆江蘇省揚州中學高三12月質量檢測物理試卷(帶解析) 題型:計算題

如圖所示,相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°,現在導軌上放一質量為330g的金屬棒ab,它與導軌間動摩擦因數為0.5,整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中,導軌所接電源的電動勢為15V,內阻不計,滑動變阻器的阻值滿足要求,其他部分電阻不計,g取10m/s2,為了保證ab處于靜止狀態(tài)(cosθ=0.8),則:
(1)ab通入的最大電流為多少? 
(2)ab通入的最小電流為多少?
(3)R的調節(jié)范圍至少多大?

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年江西省四校聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示,相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角,現在導軌上放一質量為330g的金屬棒ab,它與導軌間動摩擦因數為0.50,整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中,導軌所接電源的電動勢為15V,電阻不計,滑動變阻器的阻值滿足要求,其他部分電阻不計,取,為了保證ab處于靜止狀態(tài),則:

(1)ab通入的最大電流為多少?

(2)ab通入的最小電流為多少?

(3)R的調節(jié)范圍是多大?

 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年江蘇省高三12月質量檢測物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示,相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°,現在導軌上放一質量為330g的金屬棒ab,它與導軌間動摩擦因數為0.5,整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中,導軌所接電源的電動勢為15V,內阻不計,滑動變阻器的阻值滿足要求,其他部分電阻不計,g取10m/s2,為了保證ab處于靜止狀態(tài)(cosθ=0.8),則:

(1)ab通入的最大電流為多少? 

(2)ab通入的最小電流為多少?

(3)R的調節(jié)范圍至少多大?

 

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