【题目】如图所示,在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒吊起,使其呈水平状态.已知金属棒长L=0.1m,质量m=0.05kg,棒中通有I=10A的向右的电流,取g=10m/s2 .
(1)若磁场的磁感应强度B=0.2T,求此时金属棒受到的安培力F的大小;
(2)若细线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小.
【答案】
(1)解:导体棒长为L=0.1m,磁感应强度B=0.2T,电流为I=10A,并且导体棒和磁场垂直,
所以导体棒受到的安培力大小为
F=BIL=0.2×10×0.1N=0.2N
答:金属棒受到的安培力F的大小为0.2N
(2)解:悬线拉力恰好为零,金属棒受重力和安培力,由金属棒静止可得
F=BIL=mg
所以B= =0.5T
答:若细线拉力恰好为零,求磁场的磁感应强度B的大小为0.5T
【解析】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.
【考点精析】解答此题的关键在于理解安培力的相关知识,掌握安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力那样做功总为零.
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【题目】如图甲所示,两个平行金属板P、Q正对竖直放置,两板间加上如图乙所示的交变电压.t=0时,Q板比P板电势高U0 , 在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计),已知电子在0~4t0时间内未与两板相碰.则电子速度方向向左且速度大小逐渐减小的时间是( )
A.0<t<t0
B.t0<t<2t0
C.2t0<t<3t0
D.3t0<t<4t0
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【题目】如图,倾角为θ的粗糙绝缘体斜面固定于水平向左的匀强磁场B中,将通电直导线垂直于斜面水平放置,导线中电流方向垂直于纸面向里如果导线能静置于斜面上,则下列说法正确的是:( )
A.导线一定受到斜面弹力,但不一定受斜面摩擦力
B.导线一定受到斜面摩擦力,但不一定受斜面弹力
C.如果导线受弹力作用,那么也一定会受摩擦力的作用,且弹力和摩擦力合力一定垂直向上
D.如果导线受弹力作用,那么也一定会受摩擦力的作用,且弹力和摩擦力合力不一定垂直向上
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【题目】某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2= (用H、h表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
H(10-1m) | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
s2(10-1m2) | 2.62 | 3.89 | 5.20 | 6.53 | 7.78 |
请在坐标纸上作出s2―h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2―h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率 (填“小于”或“大于”)
(4)从s2―h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是 。
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【题目】某玩具电动机的铭牌上标有“6V 3W”,测得该电动机线圈的电阻为 r=1.0Ω,现将它串联一只定值电阻R后,接在电压恒为U=9V的电源两极上,电动机恰好能正常工作.试求:
(1)定值电阻R的值.
(2)在1min时间内电动机线圈所发的热量.
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【题目】一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图.由图可知( )
A.该交变电流的电压瞬时值的表达式为u=100sin 25t(V)
B.该交变电流的频率为4 Hz
C.该交变电流的电压的有效值为100 V
D.若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W
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【题目】如图所示,两平行光滑金属导轨CD、PQ间距为L,与电动势为E、内阻为r的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计.在空间施加匀强磁场可以使ab棒静止,则磁场的磁感强度的最小值及其方向分别为( )
A.
,水平向右
B.
,垂直于回路平面向下
C.
,竖直向下
D.
,垂直于回路平面向下
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【题目】小船横渡一条两岸平行的河流,小船相对于静水的速度大小不变,船身方向垂直于河岸,水流动方向与河岸平行,则
A. 小船的实际运动方向始终垂直河岸
B. 小船的实际运动方向始终与运动轨迹相切
C. 小船过河的时间与河水的流速无关
D. 若河水的流速大于小船在静水中的速度,则小船无法到达对岸
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【题目】“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是_____.
(2)本实验采用的科学方法是_____.
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)某同学在做该实验时有下面的一些想法,其中不正确的是_____.
A.拉橡皮条的细绳要长一些,且必须等长
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应与木板平行
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
(4)为提高实验结论的可靠性,在多次实验时,结点O的位置_____(填“可以”或“不可以”)变动.
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