精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量m=0.2㎏,棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在棒中通入多大的电流?方向如何?
分析:若要保持物体匀速上升,受力必须平衡.由于M所受的最大静摩擦力为0.5mg=1N,而M的重力为Mg=3N,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断电流的方向.根据平衡条件和安培力公式求出导体棒中电流的大小.
解答:解:导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=1N,M的重力为G=Mg=3N,则fm<G,要保持导体棒匀速上升,则安培力方向必须水平向左,则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.
根据受力分析,由平衡条件,则有F=T+f=BIL,
所以I=
T+f
BL
=
3+1
2×1
A=2A

答:为了使物体匀速上升,应在棒中通入2A的电流,流过棒的电流方向为由a到b.
点评:此题是通电导体在磁场中平衡问题,要抓住静摩擦力会外力的变化而变化,挖掘临界条件进行求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,PQ和MN为水平放置的平行金属导轨,间距为L=1.0m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g,悬在空中.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10m/s2.若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入电流方向如何?电流大小的范围是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1m.PM间接有一个电动势为E=6V,内阻r=1Ω的电源和一只滑动变阻器.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取10m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体保持静止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,PQ和MN为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0m,直流电源、电阻箱R串连接在两根导轨之间.导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M=30g.在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速g取10m/s2,导体棒与导轨间的最大静摩擦为f为导体棒ab重力的0.5倍,电源电动势E=10V,电源内阻、导轨的电阻、导体棒电阻均忽略不计,若要保持物体c静止不动,电阻箱R的阻值变化范围应为多大?流过棒的电流方向如何?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?浙江模拟)近年来,越来越高的摩天大厦在世界各地落成.日本东京的千年塔设计170层、840米高,而由西班牙著名建筑设计大师哈韦尔皮奥斯设计的上海“超群大厦”甚至将高达1249.9米.然而,至今普遍使用的钢索吊挂式电梯已经不再适台这样的高度,因为需要的钢索太长、太重会因承受不了自身的重量而断裂.为此德国亚琛工业大学的科研人员设计出了一种磁动力电梯,其原理是利用移动的磁场来带动电梯向上或向下运动.工作原理可简化如下:如图所示,PQ和MN是两根平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的等大反向匀强磁场B1和B2,B1=B2=1T,两磁场可向上作匀速运动.电梯轿厢固定在金属框abcd内(轿厢未画出).现己知电梯载人时的总质量为m=1.0×104kg,运动时所受阻力f=1000N,金属框垂直轨道的边长Lcd=2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框的总电阻为R=1.0×10-3Ω,某时段磁场以v0=10m/s的速度向上匀速运动,g=10m/s2求:
(1)电梯速度为零时,它的加速度为多大?
(2)电梯最后向上匀速运动的速度为多大?
(3)电梯向上匀速运动时,外界提供的能量转变为电梯机械能的效率?

查看答案和解析>>

同步练习册答案