11.如图37所示.通电直导线ab质量为m.长为L.水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上.通以图示方向的电流.电流强度为I.要求导线ab静止在斜面上. (1)若磁场的方向竖直向上.则磁感应强度为多大? (2)若要求磁感应强度最小.则磁感应强度方向如何? 图38 解析:(1)若磁场方向竖直向上.从a向b观察.导线受力情况如图38所示. 由平衡条件得:在水平方向上F-FNsinθ=0 在竖直方向上mg-FNcosθ=0 其中F=BIL. 联立可解得:B=. 图39 (2)若要求磁感应强度最小.则一方面应使磁场方向与通电导线垂直.同时另一方面应调整磁场方向使与重力.支持力合力相平衡的安培力最小. 如图39所示由力的矢量三角形讨论可知.当安培力方向与支持力垂直时.安培力最小.对应磁感应强度最小.设其值为Bmin.则:BminIL=mgsinθ.Bmin= 根据左手定则判定知.该磁场方向垂直斜面向上. 答案:垂直斜面向上 图40 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,将一根质量为M=0.06kg的均匀导线杆弯成矩形闭合导线框abcd,其ab=cd=L1=0.1m,bc=ad=L2=0.2m.它的ad边由aO、dO′两轴承支撑沿水平放置,导线框位于竖直平面内,bc段中点固定一质量为m=0.02kg的小金属球,整个装置处在一方向竖直向上的匀强磁场中.当导线框中通以大小恒为1A的恒定电流I时,整个装置以OO′为轴从静止开始逆时针转动.
(1)在图中画出导线框bc段中的电流方向;
(2)若导线框运动过程中与竖直方向的最大偏角θ为37°,则匀强磁场的磁感应强度B1为多大?(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(3)若已知磁感应强度B2=1T,则导线框在运动过程中,速度达到最大时,与竖直方向的偏角α为多大.

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(14分)如图所示,两根不计电阻的光滑倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37°,底端接电阻R=1.5Ω。在两根导轨所在的平面内建立xOy的坐标系。

在x方向0―12m的范围内的曲线方程为m,

12m到36m的范围内的曲线方程为m,

曲线与x轴所围空间区域存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,方向垂直与导轨平面向上。金属棒ab的质量为m=0.2kg,电阻r=0.5Ω,垂直搁在导轨上,金属棒ab在平行于x轴方向的外力F作用下以v=2m/s的速度沿斜面匀速下滑。

(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

   (1)当金属棒ab通过x=24m位置时的外力F。

   (2)金属棒ab通过磁场的过程中电阻R上产生的焦耳热。

   (3)金属棒ab通过磁场的过程中外力F所做的功。

 
 

 

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(14分)如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为=37°,两导轨之间距离为L=0.2m,导轨上端m、n之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场边界,磁感应强度为B=2.0T。一质量为m=0.05kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75m处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻r=0.4其余部分的电阻忽略不计,ab、ef均垂直导轨。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度;

(2)ab棒运动过程中的最大加速度。

 

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(14分)如图所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为=37°,两导轨之间距离为L=0.2m,导轨上端m、n之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场边界,磁感应强度为B=2.0T。一质量为m=0.05kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0.75m处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻r=0.4其余部分的电阻忽略不计,ab、ef均垂直导轨。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度;
(2)ab棒运动过程中的最大加速度。

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如图所示,两条间距l=1m的光滑金属导轨制成的斜面和水平面,斜面的中间用阻值为R=2Ω的电阻连接。在水平导轨区域和斜面导轨及其右侧区域内分别有竖直向下和竖直向上的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=0.5T。在斜面的顶端e、f两点分别用等长轻质柔软细导线连接ab。ab和cd是质量均为m=0.1kg,长度均为1m的两根金属棒,ab棒电阻为r1=2Ω,cd棒电阻为r2=4Ω,cd棒置于水平导轨上且与导轨垂直,金属棒、导线及导轨接触良好。已知t=0时刻起,cd棒在外力作用下开始水平向右运动(cd棒始终在水平导轨上运动),ab棒受到F=0.75+0.2t(N)沿水平向右的力作用,始终处于静止状态且静止时细导线与竖直方向夹角θ=37°。导轨的电阻不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)分析并计算说明cd棒在磁场B1中做何种运动;
(2)t=0时刻起,求1s内通过ab棒的电量q;
(3)若t=0时刻起,2s内作用在cd棒上外力做功为W=21.33J,则这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR多大?

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同步练习册答案