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如图11甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为l,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源。将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上,且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为I,方向由ab,图11乙为图甲沿ab方向观察的平面图。若重力加速度为g,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止。

(1)请在图11乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;

(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小;

(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向。

(1)如图答-2所示………………(3分)

(2)根据共点力平衡条件可知,磁场对导体棒的安培力的大小

F=mgtanα………………(2分)

(3)要使磁感应强度最小,则要求安培力最小。根据受力情况可知,最小安培力

Fmin=mgsinα,方向平行于轨道斜向上……………(1分)

所以最小磁感应强度Bmin==……………(1分)

根据左手定则可判断出,此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。…(1分)

 


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

现已离不开电视、手机等电子产品,但这些产品生产过程中会产生含多种重金属离子的废水,这些废水是否达标也引起了人们的关注.某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率,以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω?m).图甲为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,容器内部长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.他将水样注满容器后,进行以下操作:
(1)他先后用多用电表欧姆档的“×1k”、“×100”两个档位粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙中所示,则所测水样的电阻约为
1800
1800
Ω.
(2)他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所取水样的电阻
A.电流表(量程5mA,电阻RA=800Ω)
B.电压表(量程15V,电阻RV约为10.0kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(12V,内阻约10Ω)
E.开关一只、导线若干
请用笔线代替导线帮他在图丙中完成电路连接.

(3)正确连接电路后,这位同学闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量得出一系列数据如下表所示,请你在图丁的坐标系中作出U-I关系图线.
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为
136
136
Ω?m.据此可知,所测水样在电阻率这一指标上
不达标
不达标
(选填“达标”或“不达标”).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

现已离不开电视、手机等电子产品,但这些产品生产过程中会产生含多种重金属离子的废水,这些废水是否达标也引起了人们的关注.某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率,以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω?m).图甲为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,容器内部长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.他将水样注满容器后,进行以下操作:

(1)他先后用多用电表欧姆档的“×1k”、“×100”两个档位粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙中所示,则所测水样的电阻约为
1800
1800
Ω.
(2)他从实验室中找到如下实验器材更精确地测量所取水样的电阻:
A.电流表(量程5mA,电阻RA=800Ω)
B.电压表(量程15V,电阻RV约为10.0kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(12V,内阻约10Ω)
E.开关一只、导线若干
请用笔线代替导线帮他在图丙中完成电路连接.
(3)正确连接电路后,这位同学闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量得出一系列数据如下表所示,请你在图丁的坐标系中作出U-I关系图线.
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
(4)由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为
136
136
Ω?m.据此可知,所测水样在电阻率这一指标上
不达标
不达标
(选填“达标”或“不达标”).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(8分)

   (1)如图10甲所示,某同学将一端固定有滑轮的长木板水平放置在桌面上,利用钩码通过细绳水平拉小车,让小车从静止开始运动,利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。如图10乙所示,其中O点为纸带上记录到的第一点,ABC是该同学在纸带上所取的一些点。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz(打点计时器每隔0.02 s打一个点),利用图中给出的数据,算出打点计时器打下B点时小车的速度大小vB=_____m/s,小车运动过程中的加速度大小a=_____m/s2。(结果均保留3位有效数字)

   (2)某同学在探究摩擦力的实验中采用了如右图11所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是记录的实验数据。木块的重力为10.00 N,重力加速度g=9.80 m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):木块与桌面间的最大静摩擦力fm一定不小于__  _   N;木块匀加速运动时受到的摩擦力f = _______N。

 

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科目:高中物理 来源:2010年河南省许昌市四校高三上学期第一次联考物理试题 题型:实验题

(8分)

   (1)如图10甲所示,某同学将一端固定有滑轮的长木板水平放置在桌面上,利用钩码通过细绳水平拉小车,让小车从静止开始运动,利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。如图10乙所示,其中O点为纸带上记录到的第一点,ABC是该同学在纸带上所取的一些点。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz(打点计时器每隔0.02 s打一个点),利用图中给出的数据,算出打点计时器打下B点时小车的速度大小vB=_____m/s,小车运动过程中的加速度大小a=_____m/s2。(结果均保留3位有效数字)

   (2)某同学在探究摩擦力的实验中采用了如右图11所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是记录的实验数据。木块的重力为10.00 N,重力加速度g=9.80 m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):木块与桌面间的最大静摩擦力fm一定不小于__  _   N;木块匀加速运动时受到的摩擦力f = _______N。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

   (1)如图10甲所示,某同学将一端固定有滑轮的长木板水平放置在桌面上,利用钩码通过细绳水平拉小车,让小车从静止开始运动,利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。如图10乙所示,其中O点为纸带上记录到的第一点,ABC是该同学在纸带上所取的一些点。已知打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz(打点计时器每隔0.02 s打一个点),利用图中给出的数据,算出打点计时器打下B点时小车的速度大小vB=_____m/s,小车运动过程中的加速度大小a=_____m/s2。(结果均保留3位有效数字)

   (2)某同学在探究摩擦力的实验中采用了如右图11所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是记录的实验数据。木块的重力为10.00 N,重力加速度g=9.80 m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):木块与桌面间的最大静摩擦力fm一定不小于__  _   N;木块匀加速运动时受到的摩擦力f = _______N。

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