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        1. 精英家教網(wǎng)如圖所示,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、PQ間距為L(zhǎng),與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源相連,質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路,回路平面與水平面成θ角,回路其余電阻不計(jì).在空間施加勻強(qiáng)磁場(chǎng)可以使ab棒靜止,則磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的最小值及其方向分別為( 。
          A、
          mg(R+r)
          El
          ,水平向右
          B、
          mg(R+r)sinθ
          El
          ,垂直于回路平面向下
          C、
          mgRtanθ
          El
          ,豎直向下
          D、
          mgRsinθ
          El
          ,垂直于回路平面向下
          分析:導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力,三力平衡,當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí),安培力最小,此時(shí)根據(jù)安培力公式計(jì)算出的磁感應(yīng)強(qiáng)度即為最小值.
          解答:解:對(duì)導(dǎo)體棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如圖所示:
          精英家教網(wǎng)
          從圖象可以看出,當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí),安培力最小;
          故安培力的最小值為:FA=mgsinθ,故磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為:
          B=
          FA
          IL
          =
          mgsinθ
          IL

          根據(jù)歐姆定律,有:
          E=I(R+r)
          故有:B=
          mg(R+r)sinθ
          EL

          根據(jù)左手定則,磁場(chǎng)方向垂直平面向下;
          故選:B.
          點(diǎn)評(píng):本題是三力平衡中動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題,即其中第一個(gè)力大小和方向都不變,第二個(gè)力方向不變,大小可變,則當(dāng)?shù)厝齻(gè)力與第二個(gè)力垂直時(shí),第三個(gè)力取最小值;同時(shí)要結(jié)合歐姆定律、安培力公式列式求解.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          如圖所示,兩平行光滑導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)=20cm,金屬棒MN的質(zhì)量為m=10g,電阻R=8Ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T,方向豎直向下,電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=1Ω,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),MN恰好平衡.
          求變阻器R1的取值為多少?設(shè)θ=45°,g取10m/s2

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          (2013?普陀區(qū)一模)如圖所示,兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上,相距為L(zhǎng),處于豎直向下的磁場(chǎng)中,整個(gè)磁場(chǎng)由n個(gè)寬度皆為x0的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2…n組成,從左向右依次排列,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B、2B、3B…nB,兩導(dǎo)軌左端MP間接入電阻R,一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌電接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻.

          (1)對(duì)金屬棒ab施加水平向右的力,使其從圖示位置開始運(yùn)動(dòng)并穿過(guò)n個(gè)磁場(chǎng)區(qū),求棒穿越磁場(chǎng)區(qū)1的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量q.
          (2)對(duì)金屬棒ab施加水平向右的拉力,讓它從圖示位置由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)1時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng),速度的大小為v.此后在不同的磁場(chǎng)區(qū)施加不同的拉力,使棒保持做勻速運(yùn)動(dòng)穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū).取棒在磁場(chǎng)1區(qū)左邊界為x=0,作出棒ab所受拉力F隨位移x變化的圖象.
          (3)求第(2)中棒通過(guò)第i(1≤i≤n)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)的水平拉力Fi和棒在穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)過(guò)程中回路產(chǎn)生的電熱Q.
          (用x0、B、L、m、R、n表示)

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          如圖所示,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在同一水平面內(nèi),間距為L(zhǎng),電阻不計(jì).導(dǎo)軌的M、P兩端用導(dǎo)線連接一定值電阻,阻值為R,在PM的右側(cè)0到2x0區(qū)域里有方向豎直向下的磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨坐標(biāo)x的變化規(guī)律為B=kx(k為正常數(shù)).一直導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)度為L(zhǎng),電阻為R,其兩端放在導(dǎo)軌上且靜止在x=x0處,現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒持續(xù)施加一作用力F(圖中未畫出)使導(dǎo)體棒從靜止開始做沿x正方向加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng),求:(用L、k、R、x0、a表示):
          (1)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到2x0時(shí)導(dǎo)體棒上所消耗的電功率
          (2)導(dǎo)體棒離開磁場(chǎng)瞬間導(dǎo)體棒的加速度a'的大小
          (3)導(dǎo)體棒從x0運(yùn)動(dòng)到2x0過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量.

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