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如图所示,MN、PQ为水平放置的平行导轨,通电导体棒ab垂直放置在导轨上,已知导体棒质量m=1 kg,长l=2.0 m,通过的电流I=5.0 A,方向如图所示,导体棒与导轨间的动摩擦因数使导体棒水平向右匀速运动,要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小,则磁场的方向与轨道平面的夹角是(取g=10 m/s)(    )

A.30°                             B.45°                    C.60°                       D.90°

【解析】 对导体棒进行受力分析,如图所示,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力,故要使导体棒匀速直线运动,则安培力需为动力,则设磁场方向与轨道平面成角向左斜向上,由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方,如图所示,则

BIlsinN ①

+BIlcos  ②

联立①②式可得

 

    故°时,磁感应强度最小,故C正确.

【答案】 C

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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,虚线PQ右侧有垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,虚线PQ左侧是无场空间.MN是与PQ平行的挡板,其中心有一个小孔O.
(1)若电子(质量为m,电荷量为e)以垂直于PQ的初速度v0从小孔O向右射入,求电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d.
(2)若在MN与PQ之间加一个与PQ方向平行的匀强电场,然后让电子仍以垂直于PQ的初速度v0从小孔O向右射入,通过该匀强电场后再进入匀强磁场,试讨论电子在虚线PQ上的射入点和射出点之间的距离d将如何变化?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,平行线PQ、MN之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场,电子从P沿平行于PQ且垂直于磁场方向射入磁场,其中速率υ1的电子与MN成60°角、速率为υ2的电子与MN成45°角射出磁场,
v1
v2
等于(  )
A、
(2-
2
)
1
1
B、
(
2
-1)
1
C、
2
1
D、
2
3

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科目:高中物理 来源: 题型:021

如图所示, MN、PQ为两根足够长的光滑金属导轨平行且水平放置, ab、cd两根金 属棒平行放置在导轨上, 导轨处在足够大的匀强磁场中, 磁感线方向竖直向上. 若给cd棒一个水平向右冲力, cd棒向右以速度v运动, 在后来的运动中关于ab棒 的运动状态和cd棒的运动状态, 正确的说法是

[  ]

A. ab棒将向左做加速运动

B. cd棒将向右做加速运动

C. ab棒向右做加速运动, 直到ab与cd速度相等为止    

D. cd棒做减速运动, 直到cd与ab速度相等为止

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013广东省江门市期末)如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行光滑金属导轨,相距为2L。左侧是水平放置长为6L、间距为L的平行金属板,且连接电阻R。金属板右半部、ef右侧区域均处在磁感应强度均为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。质量为M、电阻也为R的导体棒ab与导轨接触良好。棒ab在ef左侧O处受水平向右的力作用,由静止开始向右运动,在某一时刻恰好进入ef右侧区域且以速度v0匀速运动,同时从金属上板左端边缘水平向右射入电量为q带负电油滴能在金属板左半部匀速向右运动,不计其他电阻。

(1)求通过电阻R的电流I和两端的电压U;

(2)若要求油滴能从金属板间飞出,求油滴射入的速率u的范围:

(3)若棒在进入ef右侧区域前,所受水平向右的力与移动的距离成正比,求力与移动距离的比值K。

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