精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
14.如图所示,在倾角为37°的固定光滑金属导轨上,放置一个长L=0.4m、质量m=0.3kg的导体棒,导体棒垂直导轨且接触良好.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V,内阻r=0.50Ω的直流电源,电阻R=2.5Ω,其余电阻不计.现外加一与导体棒垂直的匀强磁场,(sin37°=0.6,cos37°=0.8  g=10m/s2)求:
(1)使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,所加磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)使导体棒静止在斜面上,所加磁场的磁感应强度B的最小值和方向.

分析 (1)若导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,安培力竖直向上,根据平衡条件求安培力大小,根据闭合电路欧姆定律求出电流大小然后根据安培力公式F=BIL求B;
(2)所加磁场的磁感应强度B的最小时,安培力的方向应平行于斜面向上.由受力平衡求安培力大小,然后根据安培力公式求B,由左手定则判断B的方向.

解答 解:(1)设导体棒中电流大小为I,E=I(R+r)
解得 I=1.5A           
若导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,安培力竖直向上,
则有 mg=IlB
解得 B=5T        
根据左手定则可以判定,磁场的方向水平向左                
(2)能使导体棒静止在斜面上,且所加磁场磁感应强度B的最小时,
安培力的方向应平行于斜面向上                            
则mgsinα=BIl
 解得 B=3T          
根据左手定则可以判定,磁场的方向垂直于斜面向上         
答:(1)使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力,所加磁场的磁感应强度B的大小为5T,方向水平向左;
(2)使导体棒静止在斜面上,所加磁场的磁感应强度B的最小值为1T,方向垂直于斜面向上.

点评 本题借助安培力考查了共点力平衡条件的应用.关键掌握闭合电路欧姆定律,安培力的大小公式,以及会利用共点力平衡去求未知力.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,有以下器材:
A.小灯泡(3V,0.6A)B.滑动变阻器(0~10Ω)
C.电压表(0~3V)D.电压表(0~15V)
E.电流表(0~0.6A)F.电流表(0~3A)
G.铅蓄电池、开关各一个,导线若干
(1)为了减小误差,实验中电流表应选E,电压表应选C.
(2)如图所示,在实验中,同组同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下的导线的连接.
(3)闭合开关前,应使变阻器滑片滑在最左端.(填“左”或“右”)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

5.合外力使一个质量是0.5kg的物体A以4m/s2的加速度前进,这个合外力是2N,若这个合外力使物体B产生2.5m/s2的加速度,那么物体B的质量是0.8kg.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

2.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后(  )
A.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大
B.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变
C.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变
D.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

9.如图为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E(类似在O点的点电荷的电场),磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下列说法正确的是(  )
A.粒子一定带负电
B.加速电场的电压U=$\frac{1}{2}$ER
C.直径PQ=$\frac{2}{B}$$\sqrt{qmER}$
D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,则该群离子具有相同的比荷

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

19.我国于12年下半年发射目标飞行器“天宫一号”,若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行,两个月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验,如图所示.下列说法中正确的是(  )
A.“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B.对接后,“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
C.对接时,“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等
D.对接前,“神舟八号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火加速

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.关于安培力和洛伦兹力,下列说法正确的是(  )
A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.这两种力的方向都可以用左手定则来判断
D.安培力不能对通电导体做功,洛伦兹力对电荷也不做功

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

3.一木箱停在水平地面上,一人用水平力推箱,但箱仍然静止,下述正确的是(  )
A.推力小于静摩擦力
B.推力越大,静摩擦力越大,推力与静摩擦力平衡
C.推力大小变化时,静摩擦力大小不变
D.推力大小变化时,静摩擦力大小改变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.在如图所示的电路中,定值电阻R1=R2=R3=R4=R5=R,电流表为理想电表,若a、b之间的电压恒为U,试求电流表的示数.

查看答案和解析>>

同步练习册答案