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10.如图所示,在U形导轨以倾角θ斜放在匀强磁场中,磁感强度B的方向垂直斜面向上,现将以光滑的金属棒水平的放在导轨上,且已知棒质量为m,电阻为R,长度为L,其电源内阻忽略不计,为使金属棒静止在导轨上,通电电流多少?所加的电源电动势大小为多少?

分析 金属棒静止在导轨上,受到重力、导轨的支持力和安培力,由左手定则判断安培力的方向,作出力图,由平衡条件和安培力公式F=BId求出电流,由闭合电路欧姆定律求出电动势

解答 解:通过对导体棒的受力分析由共点力平衡可得mgsinθ=BIL
解得I=$\frac{mgsinθ}{BL}$
有闭合电路的欧姆定律可得E=IR=$\frac{mgRsinθ}{BL}$
答:金属棒静止在导轨上,通电电流为$\frac{mgsinθ}{BL}$,所加的电源电动势大小为$\frac{mgRsinθ}{BL}$

点评 本题是通电导体在磁场中平衡问题,分析和计算安培力是关键,安培力是联系力学与磁场的桥梁

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2.在水波槽里放两块挡板,当中留一窄缝,已知窄缝的宽度为0.5cm,所用水波的波长为5cm,则如图所示的衍射图样中正确的是(  )
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19.关于平抛物体的运动,下列说法中正确的是(  )
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C.做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以速度保持不变
D.做平抛运动的物体水平方向的速度逐渐增大

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20.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F. 下列说法中错误的是(  )
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B.此时电阻R2消耗的热功率为$\frac{Fv}{3}$
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D.此时整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v

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