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质量为m=0.04Kg的导电细杆ab置于倾角为300的平行放置的光滑导轨上,导轨宽为d=0.4m,杆ab与导轨垂直,如图所示,匀强磁场垂直导轨平面且方向向下,磁感应强度为B=1T。已知电源电动势E=1.5V,内阻r=0.2Ω,试求当电阻R取值为多少时,释放细杆后杆ab保持静止不动。导轨和细杆的电阻均忽略不计,g取10m/s2

试题分析:通电导体在磁场中受到的安培力为:,方向沿斜面向上…(2分)
设电流为I时,导体杆刚好静止不动,分析受力可得:
分析导体杆的受力可得: …(3分),  解得:(A)
根据闭合电路欧姆定律可得:…(3分) 解得:…(2分)
点评:解答这类问题的关键是正确分析安培力的变化,正确分析运动过程中速度、加速度的变化情况,然后列力学方程求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中  (     )
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb
D.线圈中无感应电流产生

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,当ab棒下滑到稳定状态时,小灯泡获得的功率为P0,除灯泡外,其他电阻不计,要使稳定状态灯泡的功率变为2P0,下列措施正确的是 (  ).
A.换一个电阻为原来一半的灯泡
B.把磁感应强度B增为原来的2倍
C.换一根质量为原来的倍的金属棒
D.把导轨间的距离增大为原来的

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在距离水平地面h=0.8 m的虚线的上方,有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场,正方形线框abcd的边长l=0.2 m,质量m=0.1 kg,电阻R=0.08 Ω。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连线框,另一端连一质量M=0.2 kg的物体A。开始时线框的cd在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置由静止释放物体A,一段时间后线框进入磁场运动,已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地,同时将轻绳剪断,线框继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面。整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面内,g取10 m/s2。求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框从开始运动至运动到最高点,用了多长时间?
(3)线框落地时的速度多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量为m、边长为L的正方形线框,从有界的匀强磁场上方由静止自由下落,线框电阻为R,匀强磁场的高度为H,(L<H),磁感应强度为B,线框下落过程中ab边与磁场边界平行且保持水平。已知ab边刚进入磁场时和ab边刚穿出磁场时线框都做减速运动,加速度大小都为.求:

(1)ab边刚进入磁场时和ab边刚出磁场时的速度大小;
(2)cd边刚进入磁场时,线框的速度大小;
(3)线框进入磁场的过程中,产生的热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如下图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,质量为m、电阻为R的正方形线圈abcd边长为L(L<d),将线圈在磁场上方高h处由静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚入磁场一直到ab边刚离开磁场)(  )
A.感应电流做功为mgL
B.线圈进入磁场的过程中一直做减速运动
C.线圈的最小速度可能为
D.线圈的最小速度一定为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个半径为a,质量为m,电阻为R的金属圆环垂直磁场方向,以速度v从如图位置向右运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为v/2,则下列说法正确的是(    ) 
A.此时圆环中的电功率为B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电量为D.此过程中回路产生的电能为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

闭合导体线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示位置匀速向右拉出匀强磁场。若第一次用0.5 s拉出,线圈产生的热量为Q1,通过导线横截面的电荷量为q1;第二次用0.3 s拉出,线圈产生的热量为Q 2,通过导线横截面的电荷量为q2,则 (  )
A.Q1Q2q1q2B.Q1Q2q1q2
C.Q1Q2q1q2D.Q1Q2q1q2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成=30°角,上端连接的电阻.质量为m=0.2kg、阻值的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.

⑴若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压;
⑵若磁感应强度的大小与时间成正比,在外力作用下ab棒保持静止,当t=2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率;
⑶若磁感应强度随时间变化的规律是(T),在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止,求一个周期内回路产生的热量.

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