热门试卷

解：（1）由F=BIL可得导体棒受到的安培力为：F安=BIL=0.8×4×1N=3.2N                                    

（2）导体棒做匀速运动，所受到的安培力与摩擦力大小相等，f=F安=3.2N，又因为f=µFN，所以µ==0.16                    

（3）当电流为10A时，导体棒受到的安培力为：F′=BIL=0.8×10×0.5N=4N

由牛顿第二定律可知：F′-f=ma

代入数据解得：a=2.4m/s2

答：（1）导体棒受到的安培力有3.2N

（2）导体棒受到的摩擦因数为0.16

（3）若导体棒中通过的电流为10A时，导体棒获得的加速度为2.4m/s2

解：R与R1并联后的电阻为：R′===0.32Ω

根据闭合电路欧姆定律：I===3A

则Iab=×3=2.4A

根据平衡条件：IabLB=f

代入数据得f=0.048N

由左手定则判断安培力方向向右，则摩擦力方向水平向左；

答：此时ab所受的摩擦力的大小f=0.048N，方向水平向左．

解：（1）根据平衡条件知金属棒受向里的安培力，由左手定则知磁场方向斜向下；         

安培力为：F=BIL

电流强度为：

竖直方向上有：BILsin37°=mg

代入数据解得：B=1.25T

（2）当导体由向上的运动趋势时有：

BILsin37°-mg-μBILcos37°=0

代入数据解得：B=2.68T

当导体棒有向下的运动趋势时有：BILsin37°+μBILcos37°-mg=0

代入数据解得：B=0.28T

故磁场范围为0.28T≤B≤2.68T

答：（1）此磁场是斜向下，如金属棒与导轨光滑接触，磁感应强度B为1.25T

（2）它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，且假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，匀强磁场强度B的大小取值范围是0.28T≤B≤2.68T

解：（1）根据闭合电路的欧姆定律可得

（2）对导体棒受力分析可知FN=mg+BILcosα

由牛顿第二定律可的BILsinα-μFN=ma

联立解得a=10m/s2

答：（1）电流为1A；

（2）棒ab的加速度为10m/s2

解：

（1）根据闭合回路欧姆定律，电路中电流为 I===2A    

根据导体棒平衡，安培力与重力二力平衡，安培力方向竖直向上，大小 F=mg=0.4N

根据安培力性质 B===1T

根据左手定则，磁感应强度方向水平向左．  

（2）当磁感应强度顺时针转θ=37°时，安培力也顺时针旋转θ，且大小不变，此时导体棒受力如图所示，根据导体棒水平方向受力平衡

  Fsinθ=f

根据导体棒竖直方向受力平衡

  Fcosθ+N=mg           

带入数据解得 N=0.08N，f=0.24N          

答：

（1）匀强磁场磁感应强度B的大小为1T，方向水平向左．

（2）轨道对ab的支持力为0.08N，摩擦力的大小0.24N．

解：（1）线圈中产生的感应电动势的平均感应电动势为：

最大值表达式为：Em=nBSω

代人数据得：Em=50×0.1×0.3×0.4×l0 V=6 V

（2）如果线圈以（水平方向）XX′为轴，仍以ω=10rad/s的角速度匀速转动，则（1）中的结论还是相同，因为平均感应电动势与磁通量的变化率有关，最大电动势为nBSω不变，故都相同；

（3）回路中电流为：I=

当线圈以XX′为轴力矩为：N•m=0.018N•m

以YY′为轴力矩为：N•m=0.018N•m

答：（1）线圈从图示位置起转过角度的过程中，平均感应电动势，最大感应电动势是6V

（2）如果线圈以（水平方向）XX′为轴，仍以ω=10rad/s的角速度匀速转动，则（1）中的结论还是相同．

（3）线圈总电阻R=2.0Ω（不考虑感抗），当线圈以XX′为轴和以YY′为轴，从图示位置转过时，所受的作用力矩各0.018N•m