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          (13)質量為m=0.02 kg的通電細桿AB置于傾角為θ=37°的平行放置的導軌上,導軌的寬度L=0.2 m,桿AB與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應強度B=2 T的勻強磁場與導軌平面垂直且方向向下,如圖所示.電池內阻不計,電阻R=16Ω,AB棒電阻r =4Ω試求出為使桿AB靜止不動,電池電動勢的范圍應是多少?(sin37°=0.6  cos37°=0.8)

          電池電動勢的范圍應是2.8V-9.2V

          解析
          試題分析:桿AB中的電流為從A到B,所受的安培力方向平行于導軌向上.當電流較大時,導體有向上的運動趨勢,所受靜摩擦力向下;當靜摩擦力達到最大時,磁場力為最大值F1,此時通過AB的電流最大為Imax;電池電動勢最大Emax,同理,當電流最小時,應該是導體受向上的最大靜摩擦力,此時的安培力為F2,電流為Imin. 電池電動勢最小Emin。正確地畫出兩種情況下的受力圖如圖甲、乙,由平衡條件列方程求解。
          根據甲受力圖列式如下:由物體的平衡
          F1-mgsinθ-Ff1=0 ,F(xiàn)N-mgcosθ=0  Ff1=μFN ,F(xiàn)1=BImaxd,
          解上述方程得:Emax=9.2V
          根據乙受力圖由物體的平衡:
          F2+Ff2-mgsinθ=0,F(xiàn)N-mgcosθ=0,F(xiàn)f2=μFN ,F(xiàn)2=BImind,
          解上述方程得:Emin=2.8V
          電池電動勢的范圍應是2.8V-9.2V
          考點:物體的平衡 左手定則 安培力 閉合電路歐姆定律

          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中物理 來源: 題型:填空題

          如圖所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個點電荷,已知q1與q2之間的距離為L1,  q2與q3之間的距離為L2,且每個電荷都處于平衡狀態(tài).

          (1)如果q2為正電荷,則q1為________電荷,q3為電荷________.(填正、負)
          (2)q1、q2的電荷量大小關系是q1________q2(填大于、小于、等于)  

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (8分)如圖所示,物體的重力G=5N,AO繩與頂板間的夾角為45°,BO繩水平.求:AO繩和BO繩所受拉力的大小.

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          如圖所示,用一根絕緣細線懸掛一個帶電小球,小球的質量為m ,電量為q ,現(xiàn)加一水平方向的勻強電場,平衡時絕緣細線與豎直方向夾角為θ。

          求:(1)勻強電場的場強E大小是多少?(2)如果將電場方向順時針旋轉θ角、大小變?yōu)镋′后,小球平衡時,絕緣細線仍與豎直方向夾θ角,則的大小又是多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (8分)如圖所示,質量為m1=5 kg的滑塊,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30 N的力F推滑塊,滑塊沿斜面向上勻速運動,斜面體質量m2=10 kg,且始終靜止,取g=10 m/s2,求:

          (1)斜面對滑塊的摩擦力;
          (2)地面對斜面體的摩擦力和支持力。

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          把質量m的帶負電小球A,用絕緣細繩懸起,若將帶電荷量為Q的帶正電球B靠近A,當兩個帶電小球在同一高度相距r時,繩與豎直方向成α角.試求:

          (1)A球受到的繩子拉力多大?
          (2)A球帶電荷量是多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (14分)如圖所示,AB部分是豎直平面內的四分之一圓弧軌道,在下端B與水平直軌道BC相切。一質量為的小物塊,在水平力的作用下靜止于P點。已知PO與水平方向的夾角,圓弧軌道的半徑,圓弧軌道光滑,物塊與水平軌道BC之間的滑動摩擦因數(shù)。重力加速度.求:

          (1)小物塊靜止于P點時水平力的大小;
          (2)撤去水平力,由P點無初速釋放小物塊,求小物塊通過最低點B時軌道對小物塊的支持力;
          (3)小物塊在水平軌道上滑動的最大距離.

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          如圖所示,一物塊置于水平地面上.當用與水平方向成角的力拉物塊時,物塊做勻速直線運動;當改用與水平方向成角的力推物塊時,物塊仍做勻速直線運動.若的大小相等,則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:計算題

          (16分)如圖所示,傾角為的“U”型金屬框架下端連接一阻值為的電阻,相互平行的金屬桿MN、PQ間距為,與金屬桿垂直的虛線、區(qū)域內有垂直框架平面向上的勻強磁場,磁感應強度大小為,、間距離為,一長為、質量為、電阻為的導體棒在全屬框架平面上與磁場上邊界距離處從靜止開始釋放,最后能勻速通過磁場下邊界.重力加速度為(金屬框架摩擦及電阻不計).求:

          (1)導體棒剛到達磁場上邊界時速度大小;
          (2)導體棒勻速通過磁場下邊界時速度大小;
          (3)導體棒穿越磁場過程中,回路產生的電能.

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