【题目】金属杆MN的质量为m,长度为L,其两端用质量可忽略不计的细金属丝悬挂后置于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当金属杆中通入恒定电流时,金属杆可在磁场中保持静止状态,且与磁场方向垂直。此时细金属丝与竖直方向的夹角为θ,如图所示。若重力加速度为g,则:
(1)求金属杆受到的安培力的大小
(2)求金属杆中电流的大小和方向
(3)若保持金属杆中的电流不变,改变磁场方向,为使金属杆MN仍能在原位置静止,求所加磁场磁感应强度的最小值
【答案】(1)mgtanθ; (2),方向根据左手定则判断为从M到N(3)Bcosθ
【解析】
以导体棒为研究对象,正确受力分析,根据平衡状态列方程即可正确解答.
(1)根据题意画出杆14MN的受力图如下所示:
/
导体棒处于平衡状态,设绳子拉力为N,安培力为F,因此有:
Ncosθ=mg
Nsinθ=F
求金属杆受到的安培力的大小F= mgtanθ
(2)安培力F=BIL,即mgtanθ= BIL
金属杆中电流的大小I=,根据左手定则判断电流为从M到N
(3)若保持金属杆中的电流不变,改变磁场方向,为使金属杆MN仍能在原位置静止,当安培力FA平行于斜面向上时B最小,即此时磁感应强度沿着与细金属丝平行且垂直金属杆的方向,三力平衡示意如图.
.
FA=mgsinθ
FA=BIL
I=
解得磁场磁感应强度的最小值B= Bcosθ
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【题目】一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空,当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量,求
(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;
(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度
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【题目】如图所示,质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上,动摩擦因数为μ,物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下,A与B一起做匀加速直线运动,两者无相对滑动。已知斜面的倾角为θ,物体B的质量为m,则它们的加速度a及推力F的大小为( )
A. a=gsinθ,F=(M+m)g(μ+sinθ)
B. a=gcosθ,F=(M+m)gcosθ
C. a=gtanθ,F=(M+m)g(μ+tanθ)
D. a=gtanθ,F=μ(M+m)g
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【题目】如图所示,一长L=16m的水平传送带,以v=10m/s的速率匀速顺时针转动。将一质量为m=1kg的物块无初速度地轻放在传送带左端,物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5(取g=10m/s2)求
(1)物块在传送带上从左端运动到右端的时间。
(2)若该传送带装成与水平地面成θ=37°倾角,以同样的速率顺时针转动。将该物块无初速度地放上传送带顶端,分析并求出物体从传送带上端运动到下端的时间。
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【题目】有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I﹣U图象,有下列器材供选用:
A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)
(1)用如图1所示的电路进行测量,电流表应选用__,滑动变阻器应选用__(用序号字母表示)
(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图2所示,由图象可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω
(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为____Ω的电阻(保留3位有效数字)
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【题目】如图所示,竖直放置的气缸内壁光滑,横截面积S=3×10-3m2,活塞的质量为m=1.5kg,厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B到气缸底部的距离为0.5m,A、B之间的距离为0.2m,外界大气压强p0=1.0×105Pa,开始时活塞停在B处,缸内气体的压强为0.9p0,温度为27℃,现缓慢加热缸内气体,直至287℃,取g=10m/s2.求:
(1)活塞刚离开B处时气体的温度;
(2)缸内气体的最后压强.
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【题目】如图所示为某物体运动位移和速度随时间变化的x-t图线和v-t图线,由图可知,在0~t1时间内( )
A. 物体做的是曲线运动
B. 图甲中t1/2时刻,图线的斜率为v0/2
C. 物体做加速度越来越小的运动
D. 在0~t1时间内物体的位移为x1
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【题目】某同学做验证“力的平行四边形定则”实验,其装置如图甲所示,A为固定橡皮筋的图钉,OB、OC为细绳,O为橡皮筋与细绳的结点,图乙是根据实验数据画出的力的图示。
(1)图甲中弹簧秤B读数为________N;
(2)图乙中的F和F′两力中,方向一定沿AO方向的是________(选填F或F′);
(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
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【题目】如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC,其延长线在D点与半圆轨道DF相切,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场(C点在MN边界上)。一质量为0.4kg的带电小球沿轨道AC下滑,至C点时速度为,接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道,进入时无动能损失,恰好能通过F点,通过F点时速度为4m/s,取g=10m/s2求:
(1)小球带正电还是负电;
(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功;
(3)小球从F点飞出时磁场同时消失,小球离开F点后的运动轨迹与AC轨道所在直线的交点为G(G点未标出),求G点到D点的距离。
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