【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.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.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2 . 已知sin 37°=0.60、cos 37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力;
(3)导体棒受到的摩擦力.
(4)若将磁场方向改为竖直向上,要使金属杆继续保持静止,且不受摩擦力左右,求此时磁场磁感应强度B2的大小?
【答案】
(1)
解:根据闭合电路欧姆定律得:I1= =1.5 A
(2)
解:导体棒受到的安培力为:F安=BIL=0.30 N.
由左手定则可知,安培力沿斜面向上
(3)
解:对导体棒受力分析如图,将重力正交分解,沿导轨方向有:
F1=mgsin 37°=0.24 N
F1<F安,根据平衡条件可知,摩擦力沿斜面向下
mgsin 37°+f=F安
解得:f=0.06 N
(4)
解:当B的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,则
B2IL=mgtan α,
B2=0.5T
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小.(2)根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小.(3)导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡,根据共点力平衡求出摩擦力的大小.(4)当B的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,画出受力图,然后结合几何关系即可求出.
【考点精析】本题主要考查了安培力的相关知识点,需要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才能正确解答此题.
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【题目】如图所示,质量不计的弹簧一端固定在地面上,弹簧竖直放置,将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放,h1>h2 , 小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧,从开始释放小球到获得最大速度的过程中,小球重力势能的减少量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔEp1、ΔEp2的关系中,正确的一组是 ( )
A.ΔE1=ΔE2 , ΔEp1=ΔEp2
B.ΔE1>ΔE2 , ΔEp1=ΔEp2
C.ΔE1=ΔE2 , ΔEp1>ΔEp2
D.ΔE1>ΔE2 , ΔEp1>ΔEp2
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【题目】小明同学在做“验证平行四边形定则”实验时,在白纸上记录了以下信息,如图所示,O点是橡皮筋拉伸后的结点位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点。三个力的大小分别为F1=3.40N、F2=3.90N和F3=4.65N。
(1)请根据图中给出的标度在答卷中相应位置作图______,并求出F1和F2的合力F=__N(结果保留两位小数)。
(2)有关该实验以下操作不当的是_____。
A.同一次实验中,O点位置允许变动
B.实验中,要记录弹簧测力计的读数及方向和O点的位置
C.实验中,橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
D.在使用弹簧秤前,应先校零,使用过程应使弹簧秤与木板平面平行。
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【题目】宇航员站在某一星球距离地面h高度处,以初速度v沿水平方向抛出一个小球,经过时间t后小球落到星球表面,已知该星球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)该星球表面的重力加速度g的大小;
(2)小球落地时的速度大小;
(3)该星球的密度.
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【题目】下列命题:其中真命题的序号是
①向量的长度与的长度相等;
②向量与向量平行,则与的方向相同或相反;
③两个有共同起点的单位向量,其终点必相同;
④向量与向量是共线向量,则A、B、C、D必在同一直线上.
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【题目】我国古代神话传说中有:地上的“凡人”过一年,天上的“神仙”过一天,如果把看到一次日出就当做一天。已知“神舟”十号飞船绕地球做圆周运动时轨道距离地面高度为H,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,下列说法中错误的是( )
A. 能计算“神舟”十号飞船绕地球飞行的周期
B. 能估算航天员24h内在太空中度过的“天”数
C. 能计算“神舟”十号飞船绕地球飞行的速率
D. 能计算地球对“神舟”十号飞船的万有引力
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【题目】如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1,则( )
A. t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B. t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
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【题目】如图所示,电灯的灯丝电阻为2Ω,电池电动势为2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3Ω.先合上电键K,过一段时间突然断开,则下列说法中正确的有( )
A.电灯立即熄灭
B.电灯立即先暗再熄灭
C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同
D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反
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【题目】“探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细线的结点,OB和OC为细绳。图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)图乙中的________是力F1和F2的合力的理论值;_______是力F1和F2的合力的实际测量值;
(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化.答:_____(选填“变”或“不变”);
(3)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
(4)实验中需注意的事项有_______________
A.两个分力F1、F2大小必须保持一致
B.两个分力F1、F2间夹角必须保持120°
C.拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D.用弹簧测力计拉细绳时,拉力的方向必须竖直向下
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