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如图所示,在与水平方向成α角的光滑金属导轨间连一电源,在相距L的平行导轨上放一质量为m的金属棒CD,磁场方向竖直向上,当金属棒中电流强度为I时,棒恰好处于静止状态,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)CD棒对导轨的压力.
分析:金属棒受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡,安培力F=BIL,根据平衡条件求解匀强磁场的磁感应强度B和支持力.
解答:解:(1)作出受力侧视图,如图.导体棒处于静止状态,根据平衡条件得
   F=mgtanα,
   又导体棒与磁场垂直,F=BIL,则B=
mgtanα
IL

(2)棒对导轨的压力FN,则:
mg
FN
=cosα

所以:FN=
mg
cosα

答:(1)匀强磁场的磁感应强度B=
mgtanα
IL

    (2)棒对导轨的压力大小为FN=
mg
cosα
,方向垂直导轨向下.
点评:本题是通电导体在磁场中平衡问题,关键是分析物体的受力情况,画出力图,原图是立体图,往往画侧视图,便于作力图.
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,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下.在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力F作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且F=kmg,其中k=11.在水平方向上P、B之间没有相互作用力.已知平板与地面间的动摩擦因数μ=2.0×10-3,平板和物块的质量之比M/m=10.在P从静止开始下落时,平板B有向左运动的速度v0=0.20m/s,P从静止开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=0.50s.设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块P从静止开始下落到第一次回到初始位置所经历的时间;
(2)从物块P由静止开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?海淀区二模)如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下.在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且f=kmg,其中k=11.在水平方向上P、B之间没有相互作用力.已知平板与地面间的动摩擦因数μ=2.0×10-3,平板和物块的质量之比M/m=10.在P开始下落时,平板B向右运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s.设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间.
(2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且fkmg,其中k=11。在水平方向上PB之间没有相互作用力。已知平板与地面间的动摩擦因数,平板和物块的质量之比M/m=10。在P开始下落时,平板B向左运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s。设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:

  (1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。

  (2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。

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科目:高中物理 来源:2011届北京四中高三上学期期中考试物理试卷 题型:计算题

如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且fkmg,其中k=11。在水平方向上PB之间没有相互作用力。已知平板与地面间的动摩擦因数,平板和物块的质量之比M/m=10。在P开始下落时,平板B向左运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s。设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:
  (1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。
  (2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年北京四中高三上学期期中考试物理试卷 题型:计算题

如图所示,在水平地面上放置一块质量为M的长平板B,在平板的上方某一高度处有一质量为m的物块P由静止开始落下。在平板上方附近存在“相互作用”的区域(如图中虚线所示区域),当物块P进入该区域内,B便会对P产生一个竖直向上的恒力f作用,使得P恰好不与B的上表面接触,且fkmg,其中k=11。在水平方向上PB之间没有相互作用力。已知平板与地面间的动摩擦因数,平板和物块的质量之比M/m=10。在P开始下落时,平板B向左运动的速度v0=1.0m/s,P从开始下落到进入相互作用区域经历的时间t0=2.0s。设平板B足够长,保证物块P总能落到B板上方的相互作用区域内,忽略物块P受到的空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:

  (1)物块P从开始下落到再次回到初始位置所经历的时间。

  (2)从物块P开始下落到平板B的运动速度减小为零的这段时间内,P能回到初始位置的次数。

 

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