【題目】如圖甲所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源．將一根質(zhì)量為的直導(dǎo)體棒放在兩軌體會(huì)配合，且與兩軌道垂直．已知軌客導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略，通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為，方向由到，圖乙為圖甲沿方向觀察的平面圖．若重力加速度為，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止．

（）請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖；

（）求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大��；

（）如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值的大小和方向．

【答案】（）圖見解析（2）；（3） 垂直軌道平面斜向上．

【解析】試題分析：導(dǎo)體棒受到重力、軌道的支持力和磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力，安培力方向由左手定則判斷，作出受力示意圖．根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件求解磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大�。灰勾鸥袘�(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最小，當(dāng)安培力方向平行斜面向上時(shí)，安培力最小，由平衡條件和F=BIL公式求解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。

（1）導(dǎo)體棒受到重力、軌道的支持力和磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力，由左手定則判斷可知，安培力方向水平向右．作出受力示意圖如圖所示．

（2）根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小

F=mgtanα

（3）要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最�。鶕�(jù)受力情況可知，最小安培力

Fmin=mgsinα，方向平行于軌道斜向上

所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin=FminIl＝mgsinαIl

根據(jù)左手定則可判斷出，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏希?/span>

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電液滴從靜止開始自a沿曲線acb運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，速度為零，c是軌跡的最低點(diǎn)，以下說法中正確的是( )

A. 液滴帶負(fù)電

B. 滴在c點(diǎn)動(dòng)能最大

C. 若液滴所受空氣阻力不計(jì)，則機(jī)械能守恒

D. 液滴在c點(diǎn)機(jī)械能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，Rt為光敏電阻（光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減�。，F(xiàn)增加光照強(qiáng)度，則下列判斷正確的是( )

A. B燈變暗，A燈變亮 B. R0兩端電壓變大

C. 電源路端電壓變大 D. 電源內(nèi)壓降變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用一塊表頭和三個(gè)定值電阻設(shè)計(jì)了如圖所示的電表，該電表有1、2兩個(gè)量程。關(guān)于該電表，下列說法中正確的是

A. 測(cè)電壓時(shí)，量程1一定小于量程2，與R1、R2和R3的阻值無關(guān)

B. 測(cè)電流時(shí)，量程1一定大于量程2，與R1、R2和R3的阻值無關(guān)

C. 測(cè)電壓時(shí)，量程1與量程2間的大小關(guān)系與R1、R2和R3的阻值有關(guān)

D. 測(cè)電流時(shí)，量程1與量程2間的大小關(guān)系與R1、R2和R3的阻值有關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，施加水平外力把矩形線圈從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，如果兩次拉出的速度大小之比為12，則拉出磁場(chǎng)的過程中( )

A. 兩次線圈所受外力大小之比F1F2=12

B. 兩次線圈發(fā)熱之比Q1Q2=14

C. 兩次線圈所受外力功率之比P1P2=14

D. 兩次線圈中通過導(dǎo)線截面的電量之比q1q2=11

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，根據(jù)磁通量發(fā)生變化的方式不同可以將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)”和“感生電動(dòng)勢(shì)”兩種。

（1）如圖所示，相互平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L。導(dǎo)體棒ab垂直放置在兩導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌的左端接一阻值為R的定值電阻，其它電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在豎直向下勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒ab施加一水平向右的恒力F，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒未滑出導(dǎo)軌。求：

a．ab棒的速度大小為v時(shí)，其所受安培力的大小FA；

b．ab棒運(yùn)動(dòng)過程中能達(dá)到的最大速度vm。

（2）如圖所示，空間內(nèi)存在著均勻分布的有界磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的某個(gè)橫截面是以O為圓心、r0為半徑的圓。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻增強(qiáng)，設(shè)。將一半徑為r（r< r0）的金屬圓環(huán)放在磁場(chǎng)中，圓環(huán)所在平面與磁場(chǎng)垂直，圓心與O點(diǎn)重合。

a．求圓環(huán)中感生電動(dòng)勢(shì)大小ε；

b．圓環(huán)處感生電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小E。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用以下器材盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值。

A.待測(cè)電阻Rx，阻值約為200Ω；

B.電源E，電動(dòng)勢(shì)約為3.0V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；

C.電流表A1，量程為0~10mA，內(nèi)電阻r1=20Ω；

D.電流表A2，量程為0~20mA，內(nèi)電阻約為r2≈8Ω；

E.定值電阻R0，阻值R0=80Ω；

F.滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值為10Ω；

G.滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值為200Ω；

H.單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干；

(1)為了盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx的阻值，請(qǐng)你設(shè)計(jì)并在虛線框內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)電路圖______。

(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選_______(填器材前面的字母代號(hào))；在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于______端；(填“d或“b”)

(3)若某次測(cè)量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則Rx的表達(dá)式為： Rx=____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一組未知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，將帶電荷量為q=﹣1.0×10-6C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn)，靜電力做了﹣2×10-6J的功，已知A、B間的距離為2cm．

（1）試求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB；

（2）若A點(diǎn)的電勢(shì)為φA=1V，試求B點(diǎn)的電勢(shì)φB；

（3）試求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小E并判斷其方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】ab、cd為間距d=1m的光滑傾斜金屬導(dǎo)軌，與水平面的夾角為θ=30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，ac、bd間都連接有一個(gè)R=4.8Ω的電阻，如圖所示。空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上．將一根金屬棒放置在導(dǎo)軌上距ac為x0=0.5m處，金屬棒的質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=0.8Ω．現(xiàn)閉合開關(guān)K將金屬棒由靜止釋放，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與ac平行且與導(dǎo)軌接觸良好．已知當(dāng)金屬棒從初始位置向下滑行x=1.6m到達(dá)MN處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度，金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，g取10m/s2．則：

（1）開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)金屬棒的穩(wěn)定速度是多少？

（2）開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)金屬棒從釋放到運(yùn)動(dòng)至MN處的過程中，忽略電流變化引起的電磁輻射損失，連接在ac間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

（3）開關(guān)K斷開后，若將由靜止釋放金屬棒的時(shí)刻記作t=0，從此時(shí)刻開始，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，可讓磁感應(yīng)強(qiáng)度按一定規(guī)律變化．試寫出磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的表達(dá)式．

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