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如图所示,金属直杆MN和PQ相互平行,构成一个与水平面成α角的导轨,上面放一个质量为m1的金属棒a.金属直杆MR和PS相互平行,构成一个与水平面成β角的导轨,上面放一个质量为m2的金属棒b.金属棒a和b既与各自导轨垂直,又呈水平状态.两导轨的间距相等且足够长,不计一切摩擦,金属棒与导轨接触良好.整个装置放在竖直向上的匀强磁场中.释放a和b后,最终它们沿导轨匀速运动.关于a和b的质量,下列关系正确的是

A.m1·sinα=m2·sinβ                     B.m1·cosα=m2·cosβ

C.m1·tanα=m2·tanβ                   D.m1·cotα=m2·cotβ

C

解析:设导轨宽为d,对m1在沿斜面方向受力平衡得:

m1gsinα=BIdcosα                                                             ①

对m2同理可得m2gtanβ=BId                                                    ②

由①②得m1gtanα=m2gtanβ,所以C项正确.

练习册系列答案
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如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在水平夹角为θ的倾斜金属导轨上.导轨间距为d,电阻不计,系统处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:
(1)若导轨光滑,电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上?
(2)若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ,且不通电时导体杆不能静止在导轨上,要使导体杆静止在导轨上,电池的电动势应满足什么条件?

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某同学自制一电流表,其原理如图所示.质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外.MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上的刻度.MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度.MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g.
(1)当电流表的示数为零时,求弹簧的伸长量;
(2)为使电流表正常工作,判断金属杆MN中电流的方向;
(3)若磁场边界ab的长度为L1,bc的长度为L2,此电流表的量程是多少?

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如图所示,质量为m、电阻不计的金属杆ab,放在宽为L、倾角为θ的导轨上,导轨电阻不计,其上端接电动势为E、内阻为零的直流电源和可变电阻R0.磁感应强度为B的匀强磁场竖直向上,穿过导轨平面.金属杆ab与导轨间的最大静摩擦力为f.欲使ab棒静止在导轨上不动,求可变电阻R0的取值范围.

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如图所示,质量为m=0.01kg,电阻为r=0.1?的导体杆ab垂直于宽度为d=0.25m的固定U形金属导轨水平放置,导体杆与导轨左端相距L=0.4m,导体杆与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.05,导轨左端连接一个阻值为R=0.3?的电阻.整个装置处在垂直于导精英家教网轨平面的竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化关系为:
B=kt(k=0.11T/s)(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g=10m/s2)求:
(1)从t=0到导体杆刚要滑动的过程中电阻R上产生的焦耳热
(2)从t=0到导体杆刚要滑动的过程中流过导体杆的电荷量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,质量为m的均匀直角金属杆POQ可绕水平光滑轴O在竖直平面内转动,PO长度为l,OQ长度为3l.现加一垂直纸面向里的匀强磁场B并在金属杆中通以电流I,恰能使OQ边保持水平,则平衡时(  )

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