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精英家教网如图所示,同一水平面上的两条平行导轨ab、cd置于竖直向上的匀强磁场中,间距为2m.一根质量为2kg的金属棒PQ垂直两导轨放置,金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.2.当金属棒中通入5A的电流时,金属棒向右加速运动,加速度大小为2m/s2,取g=lOm/s2.求磁感应强度的大小和金属棒PQ中电流的方向.
分析:根据左手定则,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向.根据F=BIL来计算安培力的大小即可.
解答:解:
根据牛顿第二定律,F-Ff=ma
F=BIL
Ff=μmg
联立以上方程代入数据解得:B=0.8T
根据左手定则,可判断出金属棒PQ中的电流方向由Q→P
答:磁感应强度的大小为0.8T,金属棒PQ中电流的方向为由Q→P.
点评:本题是安培力的分析和计算问题.安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα,α是导体与磁场的夹角,当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,同一绝缘水平面内,一个小金属环a和一个大金属环b的圆心在同一点.a中通有逆时针方向的恒定电流I,b环中不通电.在将a环移向图中a′位置的过程中,关于b环中的感应电流的说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,同一水平面内的两根平行光滑金属导轨MN和PQ处在竖直向下的磁感应强度为B=2
2
T
的匀强磁场中,垂直导轨放置一根长为L=1m的金属棒ab,金属棒与导轨接触良好,N、Q端接理想变压器(原、副线圈匝数比为10:1)的原线圈,输出端接有理想交流电压表、耐压值为2.8V电容器元件C和电阻R.现金属棒ab沿水平方向运动,其速度随时间变化的规律为v=10sin100πt(m/s)(金属棒和导轨的电阻均不计).则(  )

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精英家教网如图所示,同一物块分别放在水平面和固定斜面上,在两个大小相等的推力F1、F2作用下运动,F1、F2方向分别平行于水平面和斜面.若物块在推力作用下通过的位移大小相等,则推力F1、F2对物块所做的功(  )
A、相等B、与物块和接触面的粗糙程度有关C、在水平面上推力所做的功较多D、在斜面上推力所做的功较多

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E表示回路中的感应电动势;i表示回路中的感应电流,在i随时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于(    )

A.F的功率                                          B.安培力的功率的绝对值

C.F与安培力的合力的功率                     D.iE

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如图所示,同一水平面内的两根平行光滑金属导轨MN和PQ处在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中,垂直导轨放置一根长为L=1m的金属棒ab,金属棒与导轨接触良好,N、Q端接理想变压器(原、副线圈匝数比为10:1)的原线圈,输出端接有理想交流电压表、耐压值为2.8V电容器元件C和电阻R。现金属棒ab沿水平方向运动,其速度随时间变化的规律为(金属棒和导轨的电阻均不计)。则(    )

A.电压表的示数为2V

B.电容器C将被击穿

C.通过R中电流的频率为50Hz

D.通过原、副线圈的磁通量变化率之比为10:1

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