如圖所示,兩平行金屬導軌的距離L=0.4m,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=0.5T、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場.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(xiàn)把一個質量m=0.04kg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R=2.5Ω,金屬導軌的其它電阻不計,g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,試求:
(1)導體受到的安培力大。
(2)導體棒受到的摩擦力的大小和方向.
(3)若感應強度的大小和方向可以改變,為了使導體靜止在斜面上且對斜面無壓力,所加磁場的磁感應強度B′的大小和方向.
(1)導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路,根據(jù)閉合電路歐姆定律有:I=
E
R+r
=
4.5
2.5+0.5
A=1.5
A
導體棒受到的安培力:F=BIL=0.5×1.5×0.4=0.3N
(2)導體棒所受重力沿斜面向下的分力為:F1=mgsin37°=0.24N
由于F1小于安培力,故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f,根據(jù)共點力平衡條件有:
mgsin37°+f=F
代入數(shù)據(jù)得:f=0.06N
(3)若導體棒靜止在斜面上且對斜面沒有壓力,安培力的方向必須豎直向上,而且大小等于重力,即:
mg=B′IL
解得:B′=
mg
IL
=
0.04×10
1.5×0.4
T=
2
3
T
根據(jù)左手定則可以判定,磁場的方向水平向左.
答:(1)導體受到的安培力大小是1.5A;
(2)導體棒受到的摩擦力的大小是0.06N,方向沿斜面向下;
(3)若感應強度的大小和方向可以改變,為了使導體靜止在斜面上且對斜面無壓力,所加磁場的磁感應強度B′的大小是
2
3
T
,方向水平向左.
練習冊系列答案
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如圖所示,長L的均勻長桿AB,質量為m,A端用光滑轉軸與豎直墻壁相連,另一端B與一根輕質細繩相連,繩的另一端通過一個光滑小定滑輪與一個放置在桿上的、質量也是m的物體C相連接,物體和桿都處于靜止狀態(tài),且BC=
3L
4
,DC⊥AB.已知重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.試求:
(1)物體受到的摩擦力f.
(2)繩子的拉力T.

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如圖所示,質量為M的斜劈傾角為θ,在水平面上保持靜止,當將一質量為m的木塊放在斜面上時正好勻速下滑.如果用與斜面成α角的力F拉著木塊沿斜面勻速上滑.
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如圖所示,將一根不可伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點上,一物體用動滑輪懸掛在繩子上,達到平衡時,兩段繩子間的夾角為θ1,繩子中張力為T1,將繩子一端由B點移至C點,待整個系統(tǒng)重新達到平衡時,兩段繩子間的夾角為θ2,繩子中張力為T2;再將繩子一端由C點移至D點,待整個系統(tǒng)再次達到平衡時,兩段繩子間的夾角為θ3,繩子中張力為T3,不計摩擦,則( 。
A.θ123B.θ1<θ2<θ3C.T1>T2>T3D.T1=T2<T3

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如圖所示,斜面體P放在水平面上,物體Q放在斜面上,Q受到一個水平作用力F,Q和P都處于靜止狀態(tài).設P對Q的摩擦力和水平面對P的摩擦力分別為F1、F2.現(xiàn)保持力F的大小不變,方向變?yōu)檠匦泵嫦蛏希麄系統(tǒng)仍處于靜止狀態(tài),則(  )
A.F1、F2都變小B.F1變大,F(xiàn)2變小
C.F1不一定變大,F(xiàn)2變小D.F1、F2都變大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質量為m的木塊放在質量為M的三角形斜劈上,現(xiàn)用大小均為F,方向相反的水平推力分別推木塊和斜劈,它們均靜止不動,則(  )
A.斜劈對木塊的支持力一定小于mg
B.地面對斜劈的支持力一定等于(M+m)g
C.木塊與斜劈間一定存在摩擦力
D.斜劈與地面間一定存在摩擦力

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一物體受到三個共點力的作用,在下列各種情況下,物體可能平衡的是( 。
A.F1=3N,F(xiàn)2=5N,F(xiàn)3=9NB.F1=4N,F(xiàn)2=14N,F(xiàn)3=9N
C.F1=3N,F(xiàn)2=5N,F(xiàn)3=7ND.F1=7N,F(xiàn)2=5N,F(xiàn)3=1N

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如圖所示中一光滑的可以沿著水平面移動的斜面,由輕繩懸掛的小球開始時對斜面剛好沒有壓力,若用F1表示繩子的張力,F(xiàn)2表示小球對斜面的壓力,在將斜面緩慢地向右移動,直至輕繩接近水平(斜面足夠長),在這個過程中(  )
A.F1、F2都不斷地增大
B.F1、F2都不斷地減少
C.F1、F2先增大后減小
D.F1先減小后增大,F(xiàn)2一直在增大

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